石油價格高漲和資源危機催生生物物質產(chǎn)業(yè) 近年來石油價格持續(xù)上漲，而且石油、天然氣和煤炭都是不可再生的資源。利用數(shù)量巨大的可再生的生物資源轉化和生產(chǎn)新型能源、新材料以及各種化工產(chǎn)品成為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)，美國等發(fā)達國家已經(jīng)起步。如美國的卡吉爾公司已建成以玉米為原料的14萬t/a聚乳酸（PLA）生產(chǎn)裝置。用玉米代替丁烷生產(chǎn)丁二酸，不僅原料可以再生，而且生產(chǎn)過程中還消耗大量的二氧化碳，可以減少溫室氣體。

    解決“三農(nóng)問題”促進玉米生產(chǎn)發(fā)展 以吉林省為例，全省約有80%農(nóng)民依靠種植玉米為生，全省玉米產(chǎn)量約為全國的1/7，但就地轉化能力非常有限，2004年轉化量僅為460萬t，有1350萬t玉米需要運往華東和華南等地區(qū)消費。進行就地轉化不僅可以解決農(nóng)民的賣糧難問題，而且通過發(fā)展國內(nèi)短缺的化工產(chǎn)品可以提高玉米的附加值，提高農(nóng)民收入，發(fā)展玉米工業(yè)是解決“三農(nóng)問題”的有效辦法，這一點在長春大成集團公司已得到證明。該公司現(xiàn)已形成180萬t/a玉米綜合加工能力, 年產(chǎn)24萬t賴氨酸、70萬t淀粉糖、10萬t山梨醇和10萬t谷氨酸等。目前該公司正在建設國際上第1套以玉米為原料生產(chǎn)乙二醇、丙二醇等多元醇項目，預計2006年將建成。

    有利于化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展 利用可再生的玉米發(fā)展石油化工產(chǎn)品，將減少石油消費，有利于石油和化學工業(yè)持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人類社會持續(xù)發(fā)展這一最高目標。

    緩解石油供應壓力，維護國家能源安全 我國已成為全球第二大石油消費國，預計2010年全國石油的需求量將達到3.5億t左右。但是我國石油資源并不豐富，石油進口依存度已超過40%，將嚴重影響國家的能源安全。大力發(fā)展以玉米為原料的石油化工產(chǎn)品，如燃料乙醇、多元醇、PLA等可以減輕對石油的依賴，減少石油的進口，在一定程度上緩解國內(nèi)石油供應的壓力，維護國家能源安全。總之，發(fā)展玉米化工產(chǎn)業(yè)是一條農(nóng)業(yè)和化工產(chǎn)業(yè)雙贏的戰(zhàn)略，將有利于農(nóng)業(yè)和化工產(chǎn)業(yè)的共同健康發(fā)展。

    國外產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況

    目前全球每年種植玉米超過1.3億ha，約占全球糧食總量的35%左右，主要生產(chǎn)國有美國（占40%以上）、我國（占20%左右）。2004年全球玉米產(chǎn)量達6.91億t左右，同比增加7300萬t，其中美國產(chǎn)量為2.9億t，我國產(chǎn)量1.26億t。

    隨著玉米深加工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)用玉米消費呈現(xiàn)逐年增加趨勢。2004年全球玉米的消費量達6.78億t，其中工業(yè)方面用量為9000萬～9500萬t。重點產(chǎn)品包括乙醇、有機酸、氨基酸、淀粉糖、變性淀粉、抗生素等。

    乙醇 是目前全球使用量最多的生物質動力燃料。目前全球乙醇產(chǎn)能約3000萬t/a，其中采用以農(nóng)副產(chǎn)品為原料的發(fā)酵工藝占95%以上，美國和巴西是世界上最大的乙醇生產(chǎn)和消費國。受環(huán)保和石油價格快速上漲雙重因素的影響，美國已通過立法大力發(fā)展燃料乙醇，2005年燃料乙醇的產(chǎn)量達到1260萬t左右，預計2012年將達到2500萬t。

    巴西的乙醇產(chǎn)量在1985年已達到944萬t，在全國的1290萬輛汽車中約有370萬輛使用純乙醇燃料。但由于國際原油市場的變化和國內(nèi)經(jīng)濟危機的影響，巴西燃料乙醇發(fā)展遇到了阻力，目前巴西乙醇產(chǎn)能在1300萬t/a，年產(chǎn)量在1000萬t左右。

    有機酸 目前以生物技術生產(chǎn)的有機酸有檸檬酸、乳酸和衣康酸等。其中檸檬酸的生產(chǎn)規(guī)模最大，全球年產(chǎn)量已接近140萬t，70%產(chǎn)品用于食品（主要是飲料），預計隨著人口數(shù)量的增加和人們生活水平的提高，全球檸檬酸的消費仍將以3%～5%的速度增加。乳酸是第二大以碳水化合物為原料、采用發(fā)酵技術生產(chǎn)的有機酸，目前全球年產(chǎn)量為30萬t左右，約55%的產(chǎn)品用于食品工業(yè)，隨著PLA生產(chǎn)技術的逐步成熟和產(chǎn)品應用的推廣，乳酸具有無可估量的市場潛力。

    氨基酸 除蛋氨酸和甘氨酸外，其他氨基酸基本上都可采用發(fā)酵技術生產(chǎn)。由于氨基酸具有光學特性，生物體能利用的一般為L型產(chǎn)品，而采用發(fā)酵技術可以較好的滿足這一要求。谷氨酸和賴氨酸是產(chǎn)量最大的兩種氨基酸，這兩種氨基酸都是采用發(fā)酵技術生產(chǎn)的。目前全球谷氨酸年產(chǎn)量已達200萬t左右，賴氨酸年產(chǎn)量也接近80萬t。谷氨酸主要用作調(diào)味品，用以改善食品的風味；賴氨酸主要用作飼料添加劑，用以促進動物的生長發(fā)育，降低飼養(yǎng)成本。蘇氨酸是近年來增長比較快的一種氨基酸，全球年消費量已達到3萬t，也是采用發(fā)酵技術生產(chǎn)的，主要用以提高動物對飼料中氮元素的利用率，從而降低動物飼養(yǎng)對環(huán)境的影響。

    氨基酸是構成蛋白質的基本單位，不僅對人體健康有利，更是飼養(yǎng)業(yè)所需的重要營養(yǎng)性飼料添加劑，大量使用氨基酸可以降低家禽對糧食和豆粕原料的消耗，因此未來氨基酸的消費將繼續(xù)增加，預計2010年全球賴氨酸的消費量將超過100萬t，蘇氨酸的需求量將達10萬t左右。

    淀粉糖 用生物酶水解技術或化學水解技術對玉米淀粉進行加工即可得到淀粉糖系列產(chǎn)品，包括果葡糖漿、麥芽糖、葡萄糖，以及山梨醇、麥芽糖醇等糖醇類產(chǎn)品。淀粉糖系列產(chǎn)品一般均具有甜度低、風味好、潤性好、色澤美和保健性高等特性，主要被用作代替蔗糖用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)。

    目前全球淀粉糖的年產(chǎn)量接近2000萬t，其中數(shù)量最多的是果葡糖。美國是全球最大的淀粉糖消費國，年產(chǎn)量和消費量接近900萬t。目前美國消耗的天然甜味劑55%以上來自玉米，僅果葡糖一項每年消費玉米接近1400萬t。

    葡萄糖是第二大淀粉糖，除可用于甜味劑外，還可作為醫(yī)藥工業(yè)的原料及用于維持生命，目前全球年消費量為600萬t左右，約消費1000萬t玉米。

    山梨醇不僅可以食用，也是生產(chǎn)維生素C的主要原料。此外，山梨醇還可以代替甘油用于日化、食品和煙草等工業(yè)。目前全球山梨醇的年消費量為90萬t（按70%含量計），約消費150萬t玉米。

    蔗糖的生產(chǎn)具有較強的季節(jié)性，而且生產(chǎn)成本也略高于淀粉糖。因此，未來全球淀粉糖的消費將繼續(xù)增長，預計年增長率為3%～5%。

    變性淀粉 變性淀粉是對原淀粉進行化學或物理加工，使原淀粉的性能大大改進，從而適應食品、紡織、造紙等工業(yè)生產(chǎn)的需要。目前全球變性淀粉的年產(chǎn)量在600萬t左右，造紙和食品加工是其兩大主要用戶，美國年消費量達300萬t左右，其中60%左右用于造紙工業(yè)。

    抗生素 采用發(fā)酵方法生產(chǎn)的抗生素有青霉素、金霉素、土霉素、四環(huán)素等，其中青霉素產(chǎn)量最大，年產(chǎn)量接近4萬t。隨著新技術的開發(fā)，發(fā)酵法生產(chǎn)的抗生素產(chǎn)品在不斷增加。

    其他 以玉米為原料的產(chǎn)品還有酶制劑、農(nóng)藥、黃原膠等，這些產(chǎn)品的產(chǎn)量也在不斷增加，具有廣闊的市場發(fā)展前景。