酶制剂在现实生活中应用十分广泛,如我们常穿的牛仔库、可乐的糖浆、医药上的头孢、盖中盖的葡萄糖酸等,都是用绿色酶催化代替传统的化学法,使过去需要多步的化学法处理工艺,用酶催化一步就可以达到,并且避免了过程中使用有毒有害的物质,同时成本还很低。中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员谭天伟介绍,酶制剂的使用实际上是生物制造业中的一个领域。生物制造是利用生物技术手段——催化剂(酶)进行产品的加工,包括生物基材料、生物基化学品、生物能源等。虽然我国酶制剂的产量已经很大了,但酶制剂的品种比较少。同时,我国生产的酶都是大品种的酶,如糖化酶、淀粉酶、蛋白酶。真正拥有自主知识产权的酶很少,但我国酶技术应用如精细有机合成等和生产与世界的差距不大。谭天伟认为,整个生物技术产业在面对金融危机、走出困境中起到非常重要的作用,也是国家整个产业结构调整的支撑技术之一。他说:“过去我们依靠的是制造业和IT产业,不过,制造业发展到一定程度上有一定的压力,比如来自环境和资源的压力,消耗大量的不可再生的资源,排放二氧化碳的温室效应,废水、废气的对环境的污染。而在生物产业里,工农业的废水、废物,农业的秸秆等,都是大有可为的生物产业原料。同时,生产工艺是清洁的,转化率比较高,并没有排出有毒有害的物质,减少了环境的压力。现在生物产业在整个的产业结构中还是比较小,但随着基因工程技术、生物工程信息学和工业生物技术等技术的提高,促进生物产业的发展,并逐渐走向成熟,生物产业是朝气蓬勃的产业,也是制造业的一次飞跃。”我国很多企业无法兼顾经济利益和环境保护,企业以赚钱为目的,环境保护对它们来说经常是点缀,如果企业在污水治理的环境保护中能得到经济效益,那么企业还能不投入大量的精力操作吗?据介绍,许多生物过程都会产生废水、废渣,如何利用这些废物制作更高附加值的产品,怎样把过去的废物转化为更有价值的东西,节能减排,使废物资源化、排污最小化是谭天伟一直钻研的课题。谭天伟说:“普通的环保处理的思路是把废水中有机质看作是污染物,所以要不断地降解以使水达标,可我认为有机质是一种资源,采用微生物技术把有机质转化为细胞的油脂,在使废水达到人类使用的标准同时,既没有产生温室气体,又能节能减排,而且还有巨大的社会效益和经济效益。”目前,谭天伟在国家科技部的支持下,正在做淀粉废水物为原料生产油脂,年处理量60万吨废水的示范装置,已完成了中试,明年年底完成工业化装置。此外,谭天伟还在作生物催化剂——脂肪酶如何高效地用于化学加工的研究,如大宗化学品包括棕榈酸异辛酯和润滑油合成酯等,精细化学品如维生素A、维生素C,还有生物能源如生物柴油。同时细胞层次的研究也是他的重要课题之一,据介绍,细胞在转化生物质原料非常重要,但如何提高效率、工艺如何放大等还是需要解决的问题。细胞本身是个活体,每次的发酵都是不一样的,在线检测了解细胞的特性,才能控制细胞代谢向需要的方向发展。最后,谭天伟认为整个中国的生物产业刚刚形成,还处在发展阶段,黄金阶段还没有到,这个时期是国家和企业最好的切入时期。日本生物产业发展现状与趋势日本政府于2002年12月提出“生物技术产业立国”口号,政府把生物产业作为国家核心产业加以发展,出台了多个重要政策,加速生物技术的利用和生物产业的发展。经过多年的努力,日本已经跻身生物技术强国之列。日本的生物技术及产业发展居于全球前列。据安永公司统计,2005年日本生物技术产业的科技文献和专利申请量分别居全球第4位和第2位,显示日本在生物技术领域的科学基础已经居于较为领先的地位。通过政府的政策扶持和企业界的努力,日本的生物产业市场呈逐年增长态势。2005年,日本生物技术市场为1.76万亿日元,使得日本成为仅次于美国的第二大生物技术市场国,预计2010年市场将达到25万亿日元。根据JETRO的数据,日本2004年生物技术产品和服务收入达170亿美元,预计2010年达到2400亿美元。目前,日本在发酵工程、生物医药(尤其是基因工程和单克隆抗体制备)、生物环保、生物能源等多个生物技术产业领域均具有独特优势。在药物发现、生物服务、生物仪器和功能食品等方面具有良好的前景。发酵工程占世界主导地位日本的发酵工程技术及产业一直占世界主导地位,抗生素、氨基酸和酶的研究、开发及生产能力居世界首位。1979年全世界开发的新抗生素仅11种,日本就占了7种。自1980年以来,日本生产的新抗生素占世界总产量的1/5。日本Ajinomoto公司是世界上最大的氨基酸生产企业,包括日本在内分别在16个国家和地区建有102个工厂,在23个国家和地区投资经营。20世纪40年代中期,日本谷氨酸盐(味精)发酵成功,大大推动了发酵工程的进展。Ajinomoto公司也是世界最大的味精生产商,年产味精50多万吨,占世界总量超过30%。日本早在1969年就开始应用固定化酶生产高果糖浆,以后又用固定化酶和固定化细胞生产天门冬氨酸和色氨酸等。上世纪70年代末,在全世界生产的26种酶中,日本生产的就占81%。广泛开发功能食品日本人均寿命居世界前列,是一个非常重视健康和保健的国家。因此,其瞄准健康的各种功能食品的开发非常广泛。2005年财年,日本健康类的功能食品市场规模达6299亿日元,比2003财年增加11.1%。日本功能食品主要包括改善肠胃、促进牙齿健康、降低中性脂肪和身体脂肪的各类产品。丹麦的Danisco公司是全球最大的食品原料生产商,其日本分公司向日本的多数食品、饮料和药物生产商提供各类产品,其中最为日本顾客认可的一种产品是木糖醇(Xylitol),这是一种对牙齿有益处的无糖甜食。尽管最近日本功能食品的市场增长率有所下降,但是,随着公众健康意识的不断增强,功能性食品研发技术将会不断创新,产业将会越来越大。重视节能减排相关的生物技术日本大力推进环境保护技术,早在1986年通产省就开始实施“大规模水复兴90计划”,以应对欧美和日本对生物整治和废水处理技术的迫切需求。这项计划帮助许多企业建立了废水处理系统。现在,许多日本公司向欧洲出口废水处理设备和技术。新时期,面临能源紧缺和全球变暖的世界性挑战,日本开始重视节能减排相关的生物技术研发。日本政府承诺到2020年二氧化碳的排放量比1990年减少25%,为了实现这一目标,日本政府调整了研究开发的投入重点,大幅增加与节能减排相关的生物技术研发投入,重点增加生物能源、生物材料和食品发酵技术的政府资助。自2008年开始,日本经产省设立了“用生物技术固定二氧化碳”、“纤维素生物技术资源作为原料制造化学产品及燃料”等专项。日本农林水产省、环境省也加大对生物燃料、可再生资源利用技术的研究投入。生物医药特色显著日本在生物医药领域的发展起步晚于欧美国家,但日本政府采取一系列战略措施大力支持生物医药产业的发展,成果显著。2003年,日本的生物药市场规模为3795亿日元;2004年,为4182亿日元;2005年,达到4594亿日元;呈逐步增长趋势。目前,生物药在所有批准的药物中占大约5%~10%。由于日本在单克隆抗体药物制备方面具有优势,生物药中抗体药约占10%,并且呈现进一步增长趋势。未来的生物药发展过程中,日本不仅注重与药物同时使用的活性蛋白的开发,而且注重给药系统和成药技术的研发。日本在将生物技术运用于疾病的诊断和治疗方面也很有特色。此外,日本研究者在给药系统方面最近取得了突破性进展,研制了一种精确送抵病人损害部位的药物传递方法,例如在治疗大动脉瘤时,最大的问题是利用插管向病灶运送药物后容易引起肿瘤的复发,但是利用目前这种最新的纳米运送技术不仅可以实现精确运送药物的目的,而且有可能改变药物的种类和用药量。聚焦能源生物的生产与转化日本生物能源的研究已经进行了20多年。该项工作主要集中在能源生物的生产和生物能源的转化上,具体表现在以下四个方面:(1)生物体产生甲醇的新颖汽化系统的研究;(2)通过自然产生的细菌的共培养和专用型分解酶,使纤维素和半纤维素生物材料转化为乙醇的研究;(3)分离和浓缩生物发酵中产生的乙醇的生物膜技术研究;(4)牲畜粪便半固体甲烷发酵系统的研究。目前,日本已在一定范围内培育和改善了能源作物,建立了新的能源植物栽培体系,并且在生物技术转化方面取得了重要成就,主要表现在以下几个方面:一是将稻壳进行热转化,产生氢气和一氧化碳;二是将生物体通过蒸汽汽化作用产生甲醇;三是以猪粪便、厨房废料和城市可燃烧废料为材料,采用半固体甲烷发酵法生产甲烷;四是完成了原料淀粉酶的筛选;五是纤维素、半纤维素材料直接转化为乙醇;六是乙醇分离和浓缩的膜技术和用于乙醇生产的膜生物反应器的研制。除上所述,日本在动物克隆、转基因植物产业、学科交叉、生物服务等方面都有不错的成就。未来几年急需加速发展但近几年日本生物技术产业的发展步伐显著放缓,2008年日本生物产业的产值为8万亿日元,距离2010年的目标还较大。因此,日本在未来的几年急需加速生物技术与产业发展,笔者认为,日本将在以下四个方面促进生物产业的发展。一是继续加强产学研结合力度。日本特别重视科技成果向产品的转化,通过机构和体制改革,取得了很好的成效,生物产业协会与东京产学官TLO协力组织等机构在促进大学科研成果转化,实现企业产业和技术创新的结合方面发挥了重要作用,下一步日本会进一步强化生物科技成果转化;二是进一步加强学科交叉,推进生物技术和产业创新。新型生物产业不仅要有生命科学知识,而且要有情报、电子、机械等基础产业技术,这些都是日本有实力的技术领域,因此推动生物技术与情报、电子、机械产业技术的有机结合将是日本的发展重点;三是进一步利用生物技术促进节能减排产业的发展。为实现日本政府承诺到2020年二氧化碳的减排目标,日本政府调整了研究开发的投入重点,增加了生物技术节能减排的投入;四是进一步优化推进生物产业发展的政策。日本在生物政策制定时目标虽明确,但在全面考虑实施过程中具体问题方面尚存不足,导致生物科技及产业化的发展没有达到预期目标,需要加大对科技及产业化过程中实际问题的关注并及时反馈,让生物科技政策更好地指导实践。国内生物产业基地的发展特点简析我国已经批准了22个国家生物产业基地,即石家庄、长春、深圳、长沙、北京、上海、广州、武汉、昆明、青岛、成都、重庆等12个国家生物产业基地;西安、天津、泰州、通化、德州、郑州、南宁、哈尔滨、杭州、南昌等10个生物产业领域国家高技术产业基地。为了促进国内生物产业集聚式发展,近年来,发改委按照“统筹规划、发挥优势、分类指导、稳妥推进”的原则,选择一些具有比较优势的地区分批建设了国家生物产业基地和国家高技术产业基地。这些生物产业基地的建设都具有以下一系列的特点,对我国生物产业的快速发展十分有利。目前,我国的生物产业基地都有具体的规划思路和发展目标。以首批国家生物产业基地的发展为例,据中投顾问发布的《2010-2015年中国生物技术产业投资分析及前景预测报告》显示,石家庄基地主要是依托石家庄经济技术开发区,建设目标为到2012年生物产业年产值达到485亿元;长春基地主要由医药产业核心区、生物工业核心区、生物农业核心区3大模块构成,建设目标为,到2010年生物产业年产值达到700亿-1000亿元;而深圳基地规划了核心区和拓展区,其中,核心区为深圳市高新技术产业园区,扩展区为光明和南澳,建设目标为到2010年生物产业的年产值达到700亿-1000亿元。这些具体的规划思路和发展目标为基地的生物产业的发展明确了方向。现在,我国的国家生物产业基地不仅有规范的生物技术企业,还有相关的生物技术科研单位、高等院校和金融机构等,基地的发展越来越趋于专业化和现代化。目前,这些基地的发展内容主要涉及生物制药、化学合成药、基因工程、农业育种等专业领域。这些生物产业基地逐步趋于专业化的发展,也有利于基地内开展科学研究并进行相关科研成果的转化。此外,国家生物产业基地还具有建设主体企业化、投资结构多元化、发展形式多样化发展等特点。这也有助于进一步推动国家生物产业基地的建设,并促进我国生物产业的发展。国家生物产业基地的这些特点对提高产业集中度和扩大产业规模具有积极的作用,有利于我国加