biorefinery

定義：以生物質為主要原料，利用生物和化學轉化技術生產燃料、能源和化學品的集成技術體系。

學科：微生物學_應用微生物學

相關名詞：基因組學 蛋白質組學 微生物 定向進化

圖片來源：視覺中國

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生物煉制是以可再生生物資源為原料，以微生物或酶為催化劑進行物質轉化，大規(guī)模生產人類所需的化學品、醫(yī)藥、能源和材料等，是解決人類目前面臨的資源、能源及環(huán)境危機的有效手段。生物煉制概念的首次提出是1982年，基因組學、蛋白質組學等生物技術的飛速發(fā)展，大大地推動了生物煉制的研究。

微生物菌種或酶是生物煉制的基礎。目前至少有58個國家建立了484個菌種保藏中心，保藏菌種80多萬株，已經開發(fā)的商品酶有200種左右，可是這些現有的資源庫遠遠不能滿足生物煉制的需求。美國、日本等國和歐洲對新來源的菌種（包括極端微生物與未培養(yǎng)微生物）研究非常重視，特別是對耐熱、耐酸堿、耐鹽和耐有機溶劑等極端微生物的工業(yè)生物催化應用表現出巨大興趣。近年來發(fā)展起來的定向進化技術，大大加速了人類改造酶原有功能和開發(fā)新功能的步伐。蛋白質定向進化技術最大的優(yōu)勢在于可操作性強，可在實驗室中操作。它可以使蛋白質（酶）在自然界需要幾百萬年才能完成的進化過程縮短到幾年甚至幾個月。分子定向進化技術已被用于上百個酶的進化，如枯草桿菌蛋白酶在有機溶液中的活性提高了170倍；卡那霉素核苷酸轉移酶在60℃～65℃的熱穩(wěn)定性提高了200倍等。

生物煉制技術可以利用農業(yè)各類廢棄物為原料生產各類產品，應用廣泛。如經基因技術改造或重組的“運動發(fā)酵單胞菌”用于生產乙醇；經基因工程技術重組的“工程畢赤酵母”高效生產酶制劑用于飼料業(yè)和乳品業(yè)等；利用生物煉制技術可以生產生物柴油代替普通柴油，具有對環(huán)境友好的特點等。

生物煉制能夠解決我們目前面臨的能源短缺和環(huán)境污染等問題，對于企業(yè)節(jié)能減排、經濟發(fā)展與增長等都起到促進作用。應該說，生物煉制本身作為一個技術體系，在國家經濟發(fā)展中會越來越重要。

責任編輯：張鵬輝