生物技术与化学工业的可持续发展

PPT文档演模板
生物脱腊
生物三次采油
生物脱硫
石油制品中含硫量受到控制
汽油 柴油
美国 欧共体 美国 欧共体 日本 韩国 泰国
1996年 400ppm
2000年目标 50－100ppm
500ppm
100ppm
2500ppm
500ppm
500ppm
350ppm
2000ppm
500ppm
2000ppm
500ppm
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物质原料生产的主要氨基酸
L- 谷氨酸 L-赖氨酸 L-谷氨酰胺 L-脯氨酸 L-苏氨酸 L-精氨酸
世界
150万吨 40万吨 2100吨 500吨 30000吨 1500吨
日本
8.5万吨 500吨 1200吨 250吨 5000吨 1000吨
中国
72万吨 20000吨
生物技术与化学工业的可持续发展
PPT文档演模板
磷氮霉素对黄瓜灰霉病的效果（盆栽）
组份
浓度
A
B
C
D
E
25ppm
99.3 98.5 98.5 98.5 99.3
50ppm
100
100
100
100 100
磷氮霉素对菌核病的效果（盆栽）
组份
浓度
A
B
C
D
E
25ppm
100 81.3 68.8 83.1 78.1
8. 基因重组技术的开发和应用
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
上海市农药研究所 (原化工部上海生物化工研究中心)
做了哪些工作？
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
利用生物质开发生物源农药
静丝霉素（Cystamycin）
链丝霉素
新多氧霉素
杀粉蝶素
潮霉素
抗霉素
三烯霉素
Starosporine
乙醇 乙醇 •传统化工工艺 化学品
纤维素
葡萄糖
乙醇
酒精浓度 10％ 20％
生产用菌种：耐高温、耐乙醇、耐渗透压
自凝絮、快发酵
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
乙醇代替汽油的可能性
美国
巴西
燃用乙醇 400万吨 1200万吨
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
石油有关的生物技术
生物技术与化学工业的 可持续发展
PPT文档演模板
2020/11/26
生物技术与化学工业的可持续发展
可持续发展面临的问题
PPT文档演模板
1. 资 源 2. 能 源 3. 水 源 4. 环 境 5. 土 地 6. 人 口
生物技术与化学工业的可持续发展
保持可持续发展的对策
PPT文档演模板
1.循环经济（资源循环使用）
0.0004
Glomerella cingulata IFO 9767
0.2
Alter iaria mali IFO 8984
0.025
Fusarium oxysporum IFO 9761
12.5
•* Conventional agar dilution method was employed using potato-sucrose medium. MICs were observed after 72 hours incubation.
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术在化工领域应用 优先研发的课题
1. 实现几个关键化工原料产品的经济性产业化
2. 从可再生资源开发新产品
3. 更广泛地发现新生物源
4. 改造生物，提高生物加工效率
5. 开发生物催化的新领域
6. 开发未利用的生物资源生产有用物质
7. 解决生物技术规模生产的工程问题，控制及过 程检测问题
生物技术与化学工业的可持续发展
PPT文档演模板
生物催化技术生产化学品
淀粉 葡萄糖 富马酸 富马酸 环氧琥珀酸 丙烯腈 丙烯腈
苯 L-天冬门氨酸
肉桂酸
•淀粉酶wenku.baidu.com糖化 酶
•异构 •天酶门冬氨酸 酶•苹果酸酶
•水合酶
•水合酶
•腈 •酶加氧酶
麦芽糖、葡萄糖
果糖 L-天冬门氨酸 L-苹果酸 L-酒石酸 丙烯酰胺 丙烯酸 对苯二酚
•脱羧酶
L-丙氨酸
•加氨酶
L-苯丙氨酸
生物技术与化学工业的可持续发展
酶催化在光学活性手性化合物 合成中的应用
1. 水解 2. 还原 3. 羟基化 4. 异构化
5. 氧化 6. 加氨 7. 水解
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
手性化酶
脂酶 腈酶 还原酶 羟基化酶
醇氰酶 酰胺酶 转氨酶 旋光异构酶
250倍
300倍
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产化学品的方式
生物质原料
•多酶系统催化
•（发酵）
产物
相关底物
•单酶催化
产物
•（生物催化）
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物直接生产的化学品
1. 医药品 2. 农药 3. 维生素 4. 氨基酸 5. 有机酸
PPT文档演模板
6. 色素 7. 化工原料 8. 能源产品 9. 高分子聚合物 10. 保健品
5000ppm
500ppm
生物技术与化学工业的可持续发展
生物催化脱硫流程
生物催化反应
1.氧化 2.还原 3.脱羧 4.脱氨 5.水解 6.甲基化 8.脱水
PPT文档演模板
9.缩合 10.氨基化 11.乙酰化 12.脱甲基 13.酰胺化 14.脱甲氧基
15.核苷化 16.卤化 17.转移 18.重排 19.异构化
莫能霉素
放线酮
灭瘟素
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
发现的新生物源农药活性物质
PPT文档演模板
磷氮霉素 白肽霉素 制黄杆菌素 拟鲥霉素 变构霉素 RS-22 A、B、C
生物技术与化学工业的可持续发展
磷氮霉素类化合物的结构
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
PPT文档演模板
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
微生物酶异构化合成手性化合物
•NOC
•NH
l
3
•Cyclohexen e
•Nitrosdime r
•Backman •rearrangement reaction
•H2SO4
•DL-Aminocaprolactam
PPT文档演模板
•D-型
•异构酶 •L－型 •水解 •LLysine
50ppm
100
100
100
100 100
生物技术与化学工业的可持续发展
PPT文档演模板
磷氮霉素增加血小板作用
（体内试验）
剂量mg/kg 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3 0.3 0.3 对照
投药天数 3 4 5 6 3 4 5 6 3 4 5 6
血小板数×104 82.18 88.56 110.06 115.06 86.62 101.78 125.04 152.22 84 81.14 86.54
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术的能源路线
太阳能 •农业生物技术 •25吨/公顷
•碳水化合 物
•生物柴 油
•甲醇
•乙醇
•甲 烷•氢
陆地：1150亿吨/年 海洋： 550亿吨/年
•1700亿吨/年
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产乙醇生产工艺的进步
糖蜜
淀粉 淀粉
葡萄糖
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术改造后自身效率提高实例
PPT文档演模板
α-淀粉酶
6-磷酸葡萄糖脱 氢酶 洗涤剂用蛋白酶 半乳糖苷酶 腈水合酶 井冈霉素 7051杀虫素
热稳定性提高，活力增加2500 倍
酶活性提高1000倍
抗螯合剂性能提高1000倍
特异性提高1000倍
酶活性提高1500倍
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产农用抗生素
PPT文档演模板
赤霉素 7051杀虫素 Spinosaid 多醚类抗生素
黄霉素
井冈霉素 浏阳霉素 多氧霉素 放线酮 多粘菌素
生物技术与化学工业的可持续发展
生物质原料生产的主要有机酸
柠檬酸 乳酸 衣康酸
世界产量 105万吨 15万吨 3万吨
中国产量 30万吨 15000吨 6000吨
•Agonomycetales sp. •yield: 98% •optical purity: ca 100%
•Ketone derivative • of inabenfide
•(s)-inabenfide
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
Asymmetric enzymatic hydrolysis of racemic allethrolon acetate to (R)-allethrolon
1.00 1.33 1.50 1.50 2.17 2.67 3.50 11.50
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术能做些什么？
1. 改变产品生产原料路线 2. 改变产品生产工艺
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术产业的特点
1. 利用再生性资源 2. 符合可持续发展 3. 生产过程温和 4. 污染少，多为可利用废料 5. 自身效率提高潜力大
生物技术与化学8工8业.6的8可持续发展
变构菌素的结构
PPT文档演模板
•Tautomycetin
生物技术与化学工业的可持续发展
Antimicrobial activity of tautomycin
PPT文档演模板
Test organism Botrytis cinerea IFO 5365 Alternaria mali IFO 8984 Pyricularia oryzae IFO 5994 Colletotrichum lagenarium IFO 7513 Glomerella cingulata IFO 9767 Cochliobulus mivabeanus Rhizoctonia sotani IFO 6258 Fusarium oxysporum Aspergillus niger Penicillium chrysogenum
－ 250吨 400吨
－
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产维生素
PPT文档演模板
β-胡萝卜素 维生素C 维生素B2 菸酰胺 维生素B12
维生素D 泛酸 生物素
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产保健品
PPT文档演模板
不饱和脂肪酸 虾青素 辅酶Q10 有益微生物
冬虫夏草 灵芝 云芝 异黄酮
0.4
Cochliobolus miyabeanus IFO 5277
1.6
Pyricularia oryzae IFO 5944
0.8
Rhizoctonia solani IFO 6258
25
Colletotrichum lagenarium IFO751
0.05
Botryotinia fuckeliana IFO 5365
生物技术与化学工业的可持续发展
生物质原料生产高分子化合物
蛋白质（大豆蛋白、丝蛋白）
核酸
壳聚糖
纤维素（木质纤维、棉纤维）
黄原胶
多聚β-羟基丁酸
聚谷氨酸
聚赖氨酸
PPT文档演模板
聚精氨酸
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术生产化工原料
PPT文档演模板
甲醇 丙酮 乳酸 二元酸 乙酸 甘油
乙醇 丁醇 丙酸 衣康酸 琥珀酸 1,3-丙二醇
Antifungal avtivity of phosphazomycin C
Test organism
MIC (μg/mL)*
Aspergillus oryzae IFO 5239
1.6
A. niger
1.6
Penicillium chrysogenum
0.4
Trichophyton mentagrophytes IFO6202
•microorganism •or enzyme
•acetate of racemic •allethrolon
PPT文档演模板
•(R)-allethrolon
•(S)-allethrolon
生物技术与化学工业的可持续发展
生物技术在工业中应用的问题
PPT文档演模板
1. 生物技术效率低、成本高 2. 产物浓度稀 3. 在水溶液中反应 4. 水消耗量大 5. 酶（生物体）安定性差 6. 易污染杂菌 7. 工艺过程复杂、控制点多 8. 计算机联机控制较难 9. 操作者技术素质要求高 10. 动植物细胞培养技术问题更多
2.节约资源（能源），发掘新资源
3.利用国际资源
4.提高资源（能源）利用效率
5.绿色产品、绿色工艺
•减少资源能源消耗 •减少废弃物排放
6.采用生物技术 •改变原料路线 •改变物质生产工艺
7.保护环境及土地
8.控制人口
生物技术与化学工业的可持续发展
世界各国产出1美元的能源消耗比较
PPT文档演模板
日本 意大利 法国 德国 英国 美国 加拿大 中国
生物技术与化学工业的可持续发展
氨基化合成氨基手性化合物
•加氨酶
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
水解手性化
•水解酶
PPT文档演模板
生物技术与化学工业的可持续发展
还原手性化
•还原酶
•DL-
PPT文档演模板
•（L-）
•（D-）
生物技术与化学工业的可持续发展
Microbial reduction of inabenfide ketone derivative to (S)-inabenfide