1、生物產業(yè)對經濟發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義

　　我國推動生物技術研發(fā)和產業(yè)發(fā)展已有 30 多年的歷史，近年來，我國生物產業(yè)產值每年保持 20%以上的增長率，2014 年達到 3.16 萬億元，在 GDP 中的比重由 30 年前的 1.28%上升到 2014 年的 4.63%，在國民經濟中占有較高的比重。

　　近年來，中國政府對生物技術的研發(fā)投入持續(xù)增加，年均增長率達到 28%。我國生物技術發(fā)展取得了一批標志性的新成果，生物產業(yè)在支撐引領經濟發(fā)展中的作用日益顯現(xiàn)。根據(jù)《生物產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到 2020 年生物產業(yè)將發(fā)展成為國民經濟的支柱產業(yè)，其重點領域為生物醫(yī)藥、生物醫(yī)學、生物農業(yè)、生物制造、生物能源、生物環(huán)保以及生物服務等七大產業(yè)。

　　2、現(xiàn)代生物技術推動生物制造技術體系的形成與發(fā)展

　　在《“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展專項規(guī)劃》中指出，隨著生物科技的進步及其向現(xiàn)代工業(yè)領域的快速滲透，現(xiàn)代生物制造正在引發(fā)一場新的工業(yè)革命。世界各主要經濟強國都把生物制造作為保障能源安全、環(huán)境質量和經濟發(fā)展的國家戰(zhàn)略，促進形成與環(huán)境協(xié)調的戰(zhàn)略產業(yè)體系，搶占未來生物產業(yè)的競爭制高點。美國已經明確將生物制造技術作為戰(zhàn)略技術領域，并列為 2020 年制造技術挑戰(zhàn)的 11 個主要方向之一，期望通過應用生物技術，降低經濟發(fā)展對化石能源的依賴和人類社會活動的碳足跡。歐洲已經制定規(guī)劃，計劃通過大幅度降低對化石資源的依賴，于 2025 年取得向基于生物技術型社會轉變的實質進展。OECD經濟合作與發(fā)展組織發(fā)布的《面向 2030 生物經濟施政綱領》戰(zhàn)略報告預計，到2030 年將有大約 35%的化學品和其他工業(yè)產品來自生物制造，生物經濟將初步形成。

　　隨著基因組學、系統(tǒng)生物學、合成生物學的飛速發(fā)展，工業(yè)微生物分子育種、工業(yè)酶分子改造等新技術不斷促進生物制造行業(yè)的進步，生物煉制與生物質轉化、生物催化與生物加工、現(xiàn)代發(fā)酵等現(xiàn)代生物制造技術不斷取得重大創(chuàng)新和產業(yè)應用，對工業(yè)基礎原材料的化石原料路線替代、傳統(tǒng)工業(yè)的工藝路線替代以及生物產業(yè)升級產生了巨大的推動作用。

　　3、生物發(fā)酵產業(yè)的發(fā)展

　　作為生物制造技術領域中的重要部分，我國的生物發(fā)酵產業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展速度很快，目前生物發(fā)酵產業(yè)產品總量已居世界第一位，在生物基化學品、生物基材料、酶制劑、大宗發(fā)酵產品、精細化學品等領域已經掌握一批關鍵技術，成為名副其實的生物發(fā)酵大國。

　　“十二五”期間，我國生物發(fā)酵產業(yè)規(guī)模繼續(xù)擴大，主要產品產量從 2011年的 2,230 萬噸增加到 2014 年的 2,420 萬噸，年總產值接近 2,800 億元；主要產品出口量從 2011 年的 286 萬噸增加到 2014 年的 333 萬噸，2014 年出口額達 43億美元。與此同時，我國生物發(fā)酵產品在以味精、賴氨酸、檸檬酸、結晶葡萄糖等大宗產品為主體的基礎之上，逐漸出現(xiàn)了小品種氨基酸、功能糖醇、低聚糖、微生物多糖等高附加值產品快速發(fā)展的產業(yè)格局。產品質量及安全水平也在不斷提高，產品標準已與國際接軌，發(fā)酵行業(yè)資源綜合利用水平也在逐步提升，節(jié)能減排取得顯著成效。

　　目前，我國傳統(tǒng)生物發(fā)酵產業(yè)仍面臨局部產能結構性過剩，微生物工程菌與新型酶制劑的開發(fā)、產業(yè)化和工業(yè)規(guī)模應用明顯落后于先進國家，核心技術水平與國外具有較大差距等問題。改造和優(yōu)化傳統(tǒng)生物發(fā)酵產品工藝技術，不斷提高發(fā)酵產品的生產技術水平，提升我國生物發(fā)酵產品分離和提純技術，大規(guī)模開發(fā)生物化工裝備等，迫切需要以微生物基因組學與系統(tǒng)生物學、合成生物學為基礎的現(xiàn)代生物制造技術相互結合，從而提高產業(yè)科技水平，增強國際競爭力。

　　4、氨基酸行業(yè)介紹

　　目前世界上氨基酸的主要生產國家有日本、美國、德國、韓國、中國等。世界氨基酸工業(yè)從十九世紀初以來先后開發(fā)了蛋白質水解抽提法、化學合成法、酶法和生物發(fā)酵法等氨基酸生產方法。蛋白質水解法是最傳統(tǒng)的氨基酸生產方法，從 1910 年日本味之素公司采用酸水解大豆蛋白提取谷氨酸開始，到 1957 年發(fā)酵法生產谷氨酸成功前，全部氨基酸產品都是采用蛋白質水解抽提法制備的；化學合成法是 20 世紀 50 年代逐步發(fā)展起來的方法；酶法生產氨基酸始于 20 世紀 70年代，日本 1973 年用固定化菌體成功進行了天冬氨酸的生產，開創(chuàng)了應用酶法生產氨基酸的先例；發(fā)酵法生產氨基酸始于 20 世紀 50 年代，日本 1956 年成功分離谷氨酸棒狀桿菌，并于次年成功利用發(fā)酵法生產谷氨酸。隨著遺傳學、生物化學與分子生物學和生物工程技術的發(fā)展，發(fā)酵法已成為目前全球生產氨基酸的主要方法。

　　從氨基酸產業(yè)的發(fā)展歷程來看，谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等大品種氨基酸大都經歷了從傳統(tǒng)的蛋白質水解法、化學合成方法向現(xiàn)代生物發(fā)酵法的演變過程。氨基酸產品在轉向生物發(fā)酵法生產過程中的核心技術突破，會帶來生產規(guī)模的大幅度提升和生產成本的大幅度降低，帶來更廣泛的應用市場，從而推動所在細分行業(yè)的快速發(fā)展。行業(yè)中的企業(yè)一旦掌握了某項核心技術，自身競爭力將明顯提升。

　　5 、氨基酸行業(yè)競爭格局和市場化程度隨著全球消費者對天然、健康理念的追求，綠色、環(huán)保的氨基酸及衍生產品的市場需求快速增長。由于新品種的不斷開發(fā)，特別是新應用的不斷挖掘，行業(yè)整體正處于快速增長的階段，除了少數(shù)大品種氨基酸應用已達到飽和，各類氨基酸品種在醫(yī)藥、日化、食品、飼料等領域的大規(guī)模的應用有極大的發(fā)展空間。預計到 2030 年，世界氨基酸行業(yè)將以每年 4.7%的速度增長，而中國氨基酸行業(yè)每年的增長速度將超過 7%。由于氨基酸需求量大，世界各大氨基酸生產國的廠商均在增加產量以提升市場份額，競爭十分激烈。

　　（1 ）少數(shù)大品種氨基酸市場趨于飽和

　　隨著多年來的快速發(fā)展，我國大品種氨基酸產量和水平均已居世界前列，呈現(xiàn)出產量高、價格低等特點，主要品種有谷氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等。大品種氨基酸廠家通過產能擴張促進行業(yè)整合，已經基本形成穩(wěn)定的競爭格局。

　　目前，受到生產成本提高、全球經濟低迷以及環(huán)保標準進一步提升等多方面的影響，我國氨基酸行業(yè)發(fā)展受到了一定程度的制約，企業(yè)盈利空間進一步壓縮，大部分企業(yè)根據(jù)市場情況調整產量，生產基地逐步向原料供應地及能源價格較低、運輸便捷的地區(qū)轉移。但是，隨著世界氨基酸需求的擴大和氨基酸應用領域的不斷拓展，氨基酸行業(yè)仍存在巨大的商機，整個行業(yè)將呈現(xiàn)出基地化、規(guī)模化的發(fā)展趨勢。

　　（2 ）小品種氨基酸前景看好

　　當前市場上發(fā)展前景較好的小品種氨基酸主要有丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酰胺、茶氨酸、精氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸、絲氨酸等。隨著生物科技的進步，應用領域的不斷開發(fā)，高附加值小品種氨基酸呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

　　雖然小品種氨基酸發(fā)展較快，但受限于現(xiàn)階段的生產技術水平，小品種氨基酸的生產規(guī)模較小、成本較高，較小的產能與較高的成本阻礙了其在日化、食品等領域的應用，目前多數(shù)局限于醫(yī)藥及保健品領域。

　　隨著現(xiàn)代生物制造技術的發(fā)展，現(xiàn)有小品種氨基酸的技術水平不斷提高，生產成本不斷降低，持續(xù)推動下游應用領域的拓展。丙氨酸作為小品種氨基酸的代表，由于公司在發(fā)酵法生產工藝上的突破，已實現(xiàn)規(guī)模生產，在成本方面優(yōu)勢明顯，新的應用領域正在被不斷開發(fā)，前景廣闊。

　　6、市場供求狀況及變動原因

　　近年來，氨基酸行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，其主要應用領域為醫(yī)藥行業(yè)、日化行業(yè)、食品行業(yè)和飼料行業(yè)等。

　　（1 ）醫(yī)藥領域

　　氨基酸參與生物體的代謝和生理活動，是合成蛋白質、維生素、激素、酶及抗體的原料。氨基酸及其衍生物可作為合成活性藥物的中間體，在醫(yī)藥行業(yè)有著十分廣闊的市場前景。

　　丙氨酸在醫(yī)藥及保健品領域的主要用途是作為生產維生素 B6、氧氟沙星、丙谷二肽等產品的原料。隨著一些以丙氨酸為原料的新藥的面世，丙氨酸的需求將會出現(xiàn)大幅增長。如用于治療多發(fā)性硬化癥的藥物醋酸格拉替雷，于 1996 年獲得 FDA 批準，2013 年銷售額高達 43 億美元；如治療丙型肝炎的突破性藥物索非布韋，2013 年 12 月獲得 FDA 批準，2014 年 1 月經歐洲藥品管理局批準在歐盟各國上市，2014 年全年銷售額超 120 億美元。隨著消費者對健康要求的提高，丙氨酸作為合成人體蛋白質的主要組成部分，在醫(yī)藥、營養(yǎng)品和保健品方面的需求還將進一步增加。

　　（2 ）日化領域

　　氨基酸可參與合成表面活性劑、抗菌劑和螯合劑，在洗滌用品、化妝品等方面用途廣泛，正在逐步進入護理用品這一巨大的消費市場領域。

　　溫和氨基酸表面活性劑在日常的洗護化妝品中已經開始廣泛使用，在面霜、潤膚乳和精華液等保養(yǎng)美容類化妝品中，此類表面活性劑主要起到乳化的作用，在洗面奶、洗發(fā)水和沐浴露等清潔類日化品中，此類表面活性劑主要起到去除油污的作用，如椰油酰-L-丙氨酸是以天然氨基酸和椰子油為基礎的表面活性劑，安全性高，降解產物為氨基酸和脂肪酸，可被微生物直接利用。含有椰油酰-L-丙氨酸的護理品具有溫和不刺激、去污能力強及殺菌的特點，綠色環(huán)保，在市場上認可程度逐步提高。

　　L-丙氨酸的工業(yè)級應用，特別是可降解綠色螯合劑領域，未來將有較大的增長。L-丙氨酸可用于生產新型螯合劑如 MGDA，該螯合劑可在新型高性能環(huán)保洗滌劑中替代含磷螯合劑的成分，可以在水中自然降解，而傳統(tǒng)的螯合劑由于含磷，進入湖泊和河流會導致水體富營養(yǎng)、藻類大量繁殖，從而破壞整個水體生態(tài)系統(tǒng)。MGDA 避免了傳統(tǒng)磷酸鹽對環(huán)境的負面影響，避免對人體和環(huán)境造成危害。2010 年，美國已有 16 個州禁止銷售磷酸鹽含量超過 0.5%的家用洗碗機洗滌劑，從 2017 年起歐盟成員國將磷酸鹽在洗碗機和洗滌劑中使用量限制為不得超過 0.3 克每標準劑量的物質，這都有利于這種新型螯合劑 MGDA 的發(fā)展，從而推動丙氨酸的需求大幅增長。為應對 MGDA 快速增長的需求，巴斯夫目前在美國阿拉巴馬州建成的采用發(fā)酵法 L-丙氨酸作為原材料的世界級規(guī)模螯合劑工廠已于 2015 年四季度投產，并已經向發(fā)行人采購；巴斯夫正在投資的德國路德維希港 MGDA 生產設施擴張計劃將于 2016 年底完成，巴斯夫在阿拉巴馬州和路德維希港的額外生產能力將使巴斯夫螯合劑的產能提高至 17 萬噸/年。

　　（3 ）食品領域

　　食品領域是氨基酸的傳統(tǒng)應用領域，主要運用于增味劑、營養(yǎng)劑、甜味劑和香精香料等方面，食品領域中的氨基酸運用以谷氨酸鈉、甘氨酸等為主。L-丙氨酸作為一種天然的食品添加劑，在越來越多的食品中開始使用。國外市場如日本、東南亞各國已有成熟的使用 L-丙氨酸、DL-丙氨酸作為呈味劑等食品添加劑的經驗，我國已于 2010 年將 L-丙氨酸納入食品添加劑的國家標準。隨著市場對丙氨酸功能的深入了解和挖掘，以及全球消費者對天然、健康、綠色、環(huán)保理念的追求，L-丙氨酸作為一種天然、綠色的食品添加劑，其市場規(guī)模有望不斷擴大。

　　（4 ）其他領域

　　氨基酸在飼料、農化、新材料及化工等領域也被廣泛運用。隨著 L-丙氨酸的規(guī)模化生產，更多下游的高效環(huán)保的新產品、新應用正在出現(xiàn)。如 L-丙氨酸已在國外被作為高端寵物飼料的添加劑；在農藥領域以 L-丙氨酸為原材料合成的 S-2-氯丙酸，是綠色可降解除草劑高 2,4-滴丙酸的中間體，在國際市場上具有廣泛的應用；丙氨酸還可以用于生產新型可降解聚合材料。