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工业生物技术已经成为继生物制药、生物农业后的第三次生物技术浪潮,具有巨大发展前景的领域,将对物质制造和加工,生物能源及生态与环境保护产生极其深远的影响。工业生物技术的核心是生物催化,作为生物催化剂的酶在工业生物催化中起着关键性的作用。
工业生物技术是人类实现可持续发展的重要途径。众所周知,以化石原料为基础的物质制造业在现代工业社会中占据着重要的位置,但它正面临着严峻的挑战:化石原料可用量日益减少,环境污染日益严重。以再生资源为基础的循环产业的形成是解决现代工业社会危机的重要途径。生态环境脆弱和资源短缺是我国的基本国情,也是限制我国产业经济可持续发展的瓶颈。工业生物技术被OECD(OrganizationofEconomicCooperationandDevelopment)定位为构建和环境协调产业体系的关键技术,是实现人类可持续发展目标的重要领域。世界各国对工业生物技术都给予了极大的重视。目前,据统计至少有129个利用生物技术进行工业化生产的例子。但是,工业生物技术的工业化成功的例子仍然很有限。这主要是因为自然界的生物催化剂大都只能在温和的条件下起作用,往往难以直接用于工业过程,比如通常酶或细胞很难在高温、高压、有机溶剂等条件下起作用,其稳定性低,容易失活。但是,随着对生物酶来源的多样性、酶催化机理、结构及功能之间关系认识的逐步提高和现代工业社会发展对生物技术需求的高涨,建立发现、改造和使用生物催化剂技术平台成为工业生物技术研究的热点领域之一。
化学物质是人类社会赖以发展的基础。但人工化合物的大规模制造和使用造成了严重的环境污染,成为被全球普遍关注的严峻问题。众多的人工化合物释放到生态环境中后,微生物还没有足够的时间和充分的环境条件来“进化”其代谢途径,因此表现出有机化合物的难生物降解性。化合物对环境产生的风险(Risk)可由以下的公式来表示,取决于化合物本身的危害度(Hazard)和在环境中的暴露程度(Exposure)。
Risk=Hazard×Exposure
因此,为降低化学物质对环境带来的危害或负担,开发清洁生物生产工艺生产环境友好的化合物具有重要的意义,与此同时必须开发减少化学物质在环境中的暴露程度(浓度和时间),即化合物的生物降解或生物处理技术。随着难降解化合物的污染问题的表面化和人们对环境污染问题认识加深,于上世纪90年代形成了环境生物技术这一学科方向。环境生物技术是生物技术与环境科学和化学工程等领域交叉的学科,是工业生物技术领域的新方向。2002年10月的美国科学杂志(Science)刊登了环境微生物技术的研究特辑,英国的自然生物技术杂志(NatureBiotechnology)于2003年2月刊登了具有芳香化合物降解能力的假单胞杆菌(Pseudomonassp.)作为多样生物催化剂的可能性,近几年,国外还涌现出了大量的有关环境生物技术的书籍,足见环境生物技术研究在国际上已成为重要的前沿研究领域。
本文以利用融合蛋白技术高效生产工业用肝素酶及剩余污泥减量化好氧-厌氧反复耦合废水生物处理技术研发过程为主,介绍工业生物技术在医药化学品、生物能源及环境中的应用研究进展。
[摘要]随着经济的快速发展以及科学技术的日新月异,生物技术被广泛应用在动物生产和饲料工业等领域,有效推动了畜牧业和农业的技术变革及发展。对于生物技术而言,其主要可分为酶工程、基因工程、发酵工程和细胞工程等,其为兽医领域的发展提供了良好的技术支撑,给畜牧业的生产带来了全新的途径。本文就对兽医领域中生物技术的应用进行分析和探讨。
[关键词]兽医领域;生物技术;应用
生物技术作为一种先进的科技手段,其主要是指在现代生命科学与其他基础性科学的条件下,通过预先设计对生物原料进行加工或改造生物体,从而生产出人类所需的产品。生物技术是以生物学为基础,将生物科学与工程技术相结合,能够有效控制生物控制系统,涉及生物工程、蛋白质工程和基因工程等一系列技术,属于高新实用技术的集合体。总体而言,生物技术的发展与应用,为现代科技科研的发展与进步提供了重要的平台,有利于促进科技的更高层次的发展。
1兽医领域中生物技术的应用
生物技术属于一门综合性较强的学科,其是指人们加工动植物体和微生物等物质原料,为社会提供产品服务,包括发酵技术和现代生物技术等。一般兽医领域中生物技术的应用可从动物育种、动物疫病诊断与防治、饲料资源开发、畜禽环境净化等方面进行具体分析。
1.1动物育种
摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。
关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析
生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。
1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用
在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。
2酵工程在食品工业中的应用
摘要:我国社会经济快速进步,为医药行业发展提供了良好契机,一系列现代生物技术在医药领域得以应用,进而在治疗疾病方面取得了突破性进展。文章通过介绍现代生物医药的重点领域,对现代生物技术在医药领域的应用展开探讨,旨在为相关人员基于现代生物医药的重点领域的现代生物技术在医药领域的应用研究适用提供一些思路。
关键词:现代生物技术;医药领域;应用
引言
随着科学技术的急速进步,尤其是分子生物相关先进理论成果、当代先进技术不断侵入现代生物技术,全面社会需求,生物技术由高新技术代替过去传统技术俨然成为现代生物技术发展的必然。现代生物技术作为一项高新技术,其与医药领域存在着密不可分的联系,现代生物技术发展一方面能够促进医学基础学科发生革命性转变,一方面能够为医药工业开辟出又一片天地[1]。
1现代生物医药的重点领域
1.1肿瘤治疗
摘要:农业生产病虫害会直接影响农作物产量。我国以往的农业种植业比较依赖于化肥的作用,对土地以及农作物造成了极大的危害,有损农产品的质量。生物技术是在无污染的基础上改善作物品质、提高作物抗病性,并保证产量的先进技术。基于此,文章研究了生物技术在农业种植中的推广应用。
关键词:农业种植;生物技术;应用
1生物技术在农业种植中的积极作用
1.1提高农作物的质量
近几年,由于我国食品安全事故频发,因此人们格外重视食品安全,对食品的质量要求日益严格。借助生物技术手段,能从源头上有效减少农药和化肥的使用,从而提高食品的安全性。此外,遗传基因等生物技术,有助于提升农作物的营养价值,从而提高农作物整体的质量水平[1-2]。
1.2提升抗病虫害能力