引言

    以催化为核心的化学工业是世界上最大的基础产业之一，2001年全世界化学工业的产值大约为1.6万亿美元左右。中国的化学工业2002年产值大约为0.96万亿元左右。化学工业的特点是以不可再生的化石资源(石油、煤炭、天然气等)为原料，以化学催化剂为手段，实现物质转化。在l9～20世纪以不可再生的化石资源为经济基础的近代工业文明取得了辉煌的成就，而进入21世纪，面对化石资源不断枯竭、环境污染日益加剧的严重局面。一方面化石资源在地球上储量是有限的，现已逐步走向衰竭。可开采石油储量仅可供人类使用大约50年，天然气75年，煤炭200～300年。另一方面，目前地球所面临的环境危机直接或间接与化石燃料的加工和使用有关。如化石燃料燃烧后放出大量CO2、SOx、NOx等，被认为是形成局部环境污染、产生酸雨以及温室气体等环境问题的根源。人类面临着前所未有的生存与发展的危机。因此，目前化学工业的生产模式必须要进行彻底的变革，转向以生物可再生资源为原料，生物可再生能源为能源，环境友好、过程高效的新一代物质加工模式。其核心技术是工业生物技术。

    近年来，随着基因组学、蛋白质组学等生物技术的飞速发展，大大地推动了工业生物技术的基础研究和应用研究。人们普遍认为工业生物技术将是生物技术革命的第三次浪潮。世界经合组织(OECD)指出：“工业生物技术是工业可持续发展最有希望的技术”。

    本文就工业生物技术研究的最新进展和发展趋势作一综述和介绍。

    1 工业生物技术的新崛起

    工业生物技术是以微生物或酶为催化剂进行物质转化，大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。它为医药生物技术提供下游支撑，为农业生物技术提供后加工手段。

    以生物催化与生物转化为核心的工业生物技术是生物技术革命的第三个浪潮，是“21世纪化学工业的基本工具”。20世纪后叶，由于分子生物学的突破性成就，生物技术为医药、农业和工业领域带来了革命性的飞跃。1982年重组人胰岛素上市，标志着医药生物技术(red biotechnology)的巨大成就；1996年转基因大豆、玉米、油菜相继上市，标志着农业生物技术(green biotechnology)的巨大成就；2000年聚乳酸上市，标志着工业生物技术(white biotechnology)的巨大成就。人类基因组学及相关研究有力推动了医药生物技术的发展，动植物基因组学及相关研究自力推动了农业生物技术的发展，微生物基因组学及相关研究有力地推动了工业生物技术的发展 ......