白色生物技術(shù),，又稱工業(yè)生物技術(shù)，是生物技術(shù)在加工和生產(chǎn)化學(xué)品,、材料和能源方面的應(yīng)用,。它應(yīng)用酶類和微生物來生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品,，如：化學(xué)品、食品,、飼料,、紙張、紡織品或洗滌劑等,。許多利益相關(guān)者認為：在幫助石油依賴經(jīng)濟體建立日益可持續(xù)性的基于生物質(zhì)的價值鏈和生產(chǎn)高價值的產(chǎn)品中,，工業(yè)生物技術(shù)將起到關(guān)鍵性的作用，它可以作為一種途徑來緩解全球石油依賴的工業(yè)化國家的經(jīng)濟,、生態(tài)和社會問題,。無疑，工業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)品需要政治上的支持和投資,，尤其是能源和批量化學(xué)品行業(yè),。但是，工業(yè)生物技術(shù)的其它應(yīng)用,，例如：精細化工制品的生物催化轉(zhuǎn)化,，保健營養(yǎng)品、保健化妝品和功能化學(xué)品等高價值產(chǎn)品的生產(chǎn),，不僅給已有的化學(xué)工業(yè),，而且對許多正在出現(xiàn)的新的企業(yè)帶來了強有力的成長機遇。
工業(yè)生物技術(shù)生逢其時
為了充分利用生物技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)突破,，各國政府,、產(chǎn)業(yè)界和非政府性機構(gòu)建立了各種策略和計劃來防止其引發(fā)的社會和經(jīng)濟危機，在英國,、美國,、日本和許多其他工業(yè)化國家都是如此。由于能源的日益減少,、石油天然氣出口國的政治不穩(wěn)定性和來自快速發(fā)展的經(jīng)濟大國如中國和印度對資源和市場的日益競爭,，給地緣政治地區(qū)如北美洲和歐洲的安全和繁榮帶來了威脅。如果以產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用生物技術(shù),，可能提供一種靈活可行的途徑,，來部分緩解這些影響，并可能有助于引導(dǎo)經(jīng)濟和社會進入一個可持續(xù)的,、更加安全和綠色的未來,。成功地啟動這樣一場生物革命，要求采取多種多樣的措施,，通過立法,、政策、教育和研究來促進立即的,、協(xié)調(diào)的策略和資助行動,。
技術(shù)突破
元基因組學(xué)：通過遺傳學(xué)技術(shù)開發(fā)大多數(shù)以前不可能得到的不可培養(yǎng)的微生物和它們相關(guān)的基因,、酶和生物活性分子。
體外進化：利用試管設(shè)計技術(shù),，以一種疊代的方式獲得隨機突變和功能選擇的基因和它們編碼的酶,，并改善它們的性能和功能。
功能基因組學(xué),、表達和通量分析：在一種功能背景下對不同的基因組和基因進行高通量測序,、作圖、操作和監(jiān)測,，并與代謝物的原位分析一起,，實現(xiàn)“代謝工程”，創(chuàng)造令設(shè)計者們著迷的微生物工廠,。
生物催化,、過程設(shè)計：原位輔因子再生的創(chuàng)新方法，及對毒物和不可水溶底物的全細胞生物轉(zhuǎn)化,。
美國工業(yè)生物技術(shù)特征
目前美國工業(yè)生物技術(shù)的行動是由1999年白宮執(zhí)行令《發(fā)展和改善生物產(chǎn)品和生物能源》發(fā)起的,。接著頒布的《2000年生物質(zhì)研發(fā)法案》制定了美國的能源與農(nóng)業(yè)政策的戰(zhàn)略方向,，認為能源是一個關(guān)系國家安全的問題,，而生物質(zhì)在增加和多樣化國內(nèi)資源和減少對進口石油的依賴方面是一個關(guān)鍵的研究要點。根據(jù)該法案,，美國建立了一個專門的研發(fā)委員會和一個技術(shù)咨詢委員會,，以指導(dǎo)由美國能源部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合運作的《生物質(zhì)研發(fā)行動》。該咨詢委員會在2002年頒布了《愿景》和《路線圖》系列論文,，制定了多個目標和策略來將可持續(xù)的,、有競爭力的生物質(zhì)技術(shù)整合進美國經(jīng)濟，以應(yīng)對產(chǎn)業(yè)界和決策者們所面對的挑戰(zhàn),。
這些目標包括：到2030年以前,，滿足工業(yè)和電能生產(chǎn)企業(yè)的能源需求的生物質(zhì)消費將以年度2%的速度遞增，在2020年滿足美國能源總需求的5%,；生物運輸燃料將增加它們在全美運輸燃料消費中所占的份額,，從2001年的0.5%增加到2030年的20%；生產(chǎn)目標商品化學(xué)物和材料的生物產(chǎn)品將增加它們的份額,，從2001年的5%增加到2030年的25%,。為了達到這些目標，在多個領(lǐng)域需要達到關(guān)鍵能力：
原料：建立一些可持續(xù)技術(shù)來向生物煉制燃料,、化學(xué)品,、熱能和電力等行業(yè)供應(yīng)由木質(zhì)纖維素衍生的生物質(zhì)。
糖平臺：建立用木質(zhì)纖維素衍生材料來生產(chǎn)便宜的糖類以用于燃料,、化學(xué)品和材料的生物化學(xué)生產(chǎn)的能力,。
熱化學(xué)平臺：建立將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成簡單的構(gòu)件塊,、以用于燃料、電力,、氫,、化學(xué)物和材料等的生產(chǎn)的熱化學(xué)能力。
產(chǎn)品：建立用來自糖和熱化學(xué)平臺的中間物,，以生產(chǎn)燃料,、電力、氫,、化學(xué)物和材料等的能力,。
集成生物煉制能力：通過生物煉制來理順生物質(zhì)的輸入流水線和能量、燃料和產(chǎn)品的輸出流水線,，使之有效,。這些是將生物技術(shù)設(shè)施、化學(xué)設(shè)施,、物理設(shè)施和熱處理設(shè)施組合起來,，將生物原料轉(zhuǎn)換成為大量的生物化學(xué)和化學(xué)中間體，并向下游產(chǎn)品生產(chǎn)線的多樣化組合進行供給,。
這份雄心勃勃的《愿景》呼吁在產(chǎn)業(yè),、地方、各州和聯(lián)邦政府之間建立一種協(xié)作,，來提出一項綜合科研,、政策和市場各方面的解決方案，以克服生物質(zhì)應(yīng)用的各種障礙,，迎接生物革命的到來,。
這些行動對美國整體的預(yù)期利益在于它將影響國家安全（通過降低對石油的依賴）、環(huán)境保護（通過減少礦物燃料使用中的排放物,、增加固碳植物和對生物廢物的再利用）和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展（通過生物產(chǎn)品和生物能源的發(fā)展）,。
但是，工業(yè)生物技術(shù)的未來將取決于商業(yè)上的成功（即其產(chǎn)品的競爭力和市場滲透力）,，而這種成功,，尤其是在能源和批量化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，在很大程度上取決于受到全球供應(yīng)和需求影響的原油和天然氣價格,。如果沒有工業(yè)和農(nóng)業(yè)巨人（如跨國公司等）的支持,，那種理論上積極的管理和政治上的游說將被證明是不成功的。美國20世紀上半葉的農(nóng)業(yè)化學(xué)運動就可謂是一個令人清醒的例子,，證明了那些雖然理論上是改革的,、但是沒有得到可持續(xù)資助的（科學(xué)）行動的成敗原因，關(guān)鍵在于要生產(chǎn)出可望商業(yè)成功的產(chǎn)品,。在其發(fā)端的20世紀20年代,，農(nóng)業(yè)化學(xué)被人們認為可以為生產(chǎn)過剩的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品提供新的用途,，因而可以為處境困難的美國農(nóng)業(yè)提供幫助。重要的是,，由于引進了新的非食品類農(nóng)作物,，它還減少了美國對如同燃料、橡膠或潤滑油之類戰(zhàn)略物資的國際來源的依賴性,，尤其是在政治不穩(wěn)定時期,。在二戰(zhàn)相關(guān)的供應(yīng)短缺結(jié)束后、在中東發(fā)現(xiàn)巨大石油礦藏等時期,，都發(fā)生了一些農(nóng)業(yè)化學(xué)生產(chǎn)線的下馬,，并由于美國農(nóng)民和美國農(nóng)業(yè)部等諸方面缺乏熱情而大大加劇。
美國的工業(yè)生物技術(shù)行動主要集中于基于生物質(zhì)的能源供應(yīng)和批量產(chǎn)品的生產(chǎn),。就國家,、企業(yè)和個體的能動性而言，在很大程度上,，由于對進口礦物燃料的依賴,，造成了國內(nèi)生物燃料的生產(chǎn)在美國具有重要的戰(zhàn)略意義。由于美國擁有巨大的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力,、并具有大規(guī)模發(fā)展遺傳工程（GMO）農(nóng)作物（如大豆或玉米）的經(jīng)驗,，將為美國工業(yè)提供充裕的生物質(zhì)原料。而且,，中央政府的巨大熱情和大批量研究經(jīng)費的注入,，將使美國工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展擁有巨大的優(yōu)勢,。
未來發(fā)展方向
工業(yè)生物技術(shù)注定要成為一個成功的故事,；但是，由可支付的礦物資源的獲得,、全球工業(yè)競爭和環(huán)境問題等引發(fā)形成的（工業(yè)生物技術(shù)）框架,，將使工業(yè)生物技術(shù)對我們社會的貢獻程度產(chǎn)生巨大影響。
為了培育可持續(xù)的和有競爭力的工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè),，應(yīng)該優(yōu)先建立經(jīng)濟驅(qū)動的理念和開發(fā)具有附加值的產(chǎn)品,，主要通過全球市場規(guī)模化而獲得成功,，不需要國家的財政援助,。運用創(chuàng)新的技術(shù)從生物學(xué)原料生產(chǎn)批量化學(xué)產(chǎn)品，盡管具有技術(shù)上的可行性,，還需要對GMO作物管理上的放開才能實現(xiàn)所要求的生產(chǎn)規(guī)模,。這種戰(zhàn)略只能在強大的政治支持下才能實現(xiàn)，并將始終受到全球低成本競爭者在降低環(huán)境和社會標準方面工作的挑戰(zhàn),。
使用生物質(zhì)來生產(chǎn)能源和燃料具有重要的戰(zhàn)略意義,，應(yīng)該采取各種政治的和財政的協(xié)調(diào)手段來支持技術(shù)和安全方面的研究,。大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用對可更新生物學(xué)原料不斷增加的依賴性還將使可墾地和氣候變化影響的重要性不斷增加，這就需要提高對全球環(huán)境問題的警覺和對干旱,、土壤鹽化和水土流失采取措施,。
盡管得出了一些結(jié)論，仍有一些問題尚待解決,，如需要多長時間,，礦物燃料的價格能夠超過并保持高于一個閾值，而使可更新資源如生物質(zhì)的使用具有經(jīng)濟上的優(yōu)勢呢：5年,、15年還是50年,？
