浅谈我国氨基酸行业

 近期，从有关报道中了解到国内新上了几个年加工玉米能力在90万吨以上的玉米深加工项目，且下游有发酵产品，如氨基酸等。笔者借此简要介绍一下氨基酸行业的现状，供参考。

氨基酸是含氨基和羧基的一类有机化合物的统称，是构成蛋白质大分子的基础结构，几乎一切生命活动都与之有关。氨基酸在饲料、食品、医药工业以及人类健康、保健、化妆品行业等方面发挥着越来越广泛的作用。

众所周知，发酵产品中诸如赖氨酸、谷氨酸等是以玉米淀粉或淀粉糖为原料经发酵法制得，是玉米淀粉产业链上增值较大的产品。

几十年来，我国氨基酸行业从无到有、从小到大已经有了很大的发展。其中，发展较快的品种有谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸等。前3种氨基酸的产量不但占国内氨基酸总产量的90%以上，而且，它们的产量还保持着世界第一。“十二五”初期，这些产品产能持续扩张。谷氨酸是目前我国生产量最大的氨基酸品种，主要以谷氨酸钠(商品名味精)的形式为食品增鲜剂存在，2012年达到产量高峰；赖氨酸2013年达到产量高峰，比2010年产量增长近3倍；苏氨酸产能也持续扩大，使这些产品市场竞争十分激烈，但随着市场需求的变化，小品种氨基酸产量增加了1倍多。

近几年，由于氨基酸市场竞争的不断加剧，加之生产成本持续上涨，环保压力增大，产品利润空间小等原因，导致生产管理水平较低、经营管理不善的一些企业停产、转产，使得氨基酸行业集中度不断提高。2010年前，我国谷氨酸发酵生产企业40余家，大多产品单一、生产规模和水平差距较大。目前，全国有10余家以谷氨酸发酵为主的生产企业，且具备了一定的生产规模，形成了各具特色的生产及经营方式，成为了综合型、多品种、具有国际竞争力的大型现代化企业。味精(谷氨酸钠)产能最大的前3家企业占全国总产量的80%以上。赖氨酸发酵生产企业从2010年以前的不足10家，增加到现在的近20家，且企业规模都在向年产量20万吨以上发展，产量最大的前5家企业占全国总产量的70%。

目前，全世界氨基酸总产量600多万吨。我国氨基酸的产量已达400万吨左右，已成为氨基酸生产大国。近几年我国氨基酸产品的产量见表1。

表1  近几年我国氨基酸产品的产量

万吨

品种	2011年	2012年	2013年	2014年	2015年
谷氨酸	206	240	230	225	230
赖氨酸	75	85	160	122	100
苏氨酸	12	10	10	20	30
其它小品种	3	5	5	7	10
合计	296	340	405	374	370

我国氨基酸出口量不断增长，主要出口到亚、欧、北美三大洲，分别占据出口总额的40%、25%和15%左右。近几年我国氨基酸出口量见表2。

表2  近几年我国氨基酸产品的出口量

万吨

氨基酸产品中，饲用氨基酸产品占全球饲料添加剂市场的39%，主要包括赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸。以上4种产品2013年全球的产量分别达到231、111、41.4和1.55万吨。由表1可看出，我国赖氨酸和苏氨酸的产量已占全球比重的2/3和1/4。

目前，我国生产的氨基酸品种有谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸、半胱氨酸等，其中，除组氨酸、丝氨酸、半胱氨酸外，均为发酵法生产。在构成生物蛋白质20种氨基酸中，谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、胱氨酸等七八种是技术开发市场化较为突出的几个品种。下面对几种氨基酸做一简要介绍。

1  赖氨酸

作为猪的第一限制氨基酸和家禽的第二限制氨基酸，赖氨酸是目前全球使用量最大的氨基酸类饲料添加剂，每年的增长率5%~8%；我国赖氨酸产量2015年较2011年增长了30%以上。由表1看出，2012年产量85万吨，2013年几乎翻了一番，而2015年下降到100万吨，说明我国赖氨酸的产能远大于产量。由表2看出，出口量逐年上升，2015年比2011年上升了140%，说明国内饲养业对赖氨酸的最大需求量稳定在一个水平(有关报道不超过50万吨)。假设2013年开工率是100%的话，那么2015年的开工率仅有60%多一点。按照这样的产能，包括出口在内，只要国内赖氨酸的平均开工率达到60%以上，国内赖氨酸就要面临供应超压、库存增加的尴尬局面，因此，未来赖氨酸或将长期面对产能过大的局面。

世界赖氨酸产量和产能见表3。

表3  世界赖氨酸产量和产能

                                                                万吨

年份	产量	产能	年份	产量	产能
1993	20	—	2003	58.4	76.8
1998	33.5	46.4	2004	140	—
2000	45.9	63.3	2010	180	—
2001	50	70	2013	280	—
2002	58.4	76.8	2014	—	344

 

 2  苏氨酸

长期以来，国际市场对苏氨酸的需求持续稳定增长，是需求增长最快的氨基酸品种之一，特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长快速，大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。作为猪的第二限制氨基酸和家禽的第三限制氨基酸，苏氨酸是重要的饲料添加剂之一。自上世纪90年代以来，全球苏氨酸产业发展迅速，1993年全球产量仅4000吨，到了2009年全球产能已经超过20万吨。日本的味之素公司是苏氨酸领域的领导企业，2009年全球苏氨酸市场份额中味之素占据44%；随后是中国产能占25%、迪高沙16%、希杰10%和ADM的5%。我国苏氨酸从2004年底才开始发展起来。2004年的产能为5000吨/年，2008年3.7万吨/年，而进入“十二五”后发展迅猛，2011年产量12万吨，2015年达到了30万吨。根据国内饲料企业配方情况，苏氨酸未来几年仍将保持一定速度的增长。

3  蛋氨酸

目前蛋氨酸生产多为化学合成法。生产工艺是以甘油与丙烯醛、甲硫醇加成，生成3-甲硫基丙醛，再与碳酸氢铵、氰化钠环合生成甲硫乙基乙内酰脲，后经水解、酸化而成。由于蛋氨酸生产的技术门槛较高，该技术目前仍属世界少数几家公司垄断，我国蛋氨酸生产仍属空白。当前，我国饲用蛋氨酸全部依赖进口，每年进口9万吨左右。迪高沙、住友/曹达、安迪苏和诺韦司四大家仍牢牢占据中国蛋氨酸市场。2009年，迪高沙产能为35 万吨/年、诺伟司为25万吨/年、安迪苏为20 万吨/年、住友为9万吨/年，合计约为90 万吨/年。据统计，中国目前蛋氨酸的年实际消费量在10万吨左右，按照全球需求增长速度5%计算，未来20年中国市场蛋氨酸需求将达到25~30万吨左右。

4  色氨酸

色氨酸是继蛋氨酸、赖氨酸之后的第三代饲料添加剂，其使用效果是赖氨酸的3~4倍，近年来在医药、化妆、食品、保健品等行业也得到了广泛的应用。从色氨酸的工业发展来看，由2008~2009年的1、2家发展到2016年的10家。全球主要的饲用色氨酸生产商有希杰、味之素、巨龙、阜丰、梅花。国内饲用色氨酸主要供应商：希杰、巨龙、阜丰、梅花。到2015年，全球产能4.25万吨。巨龙为我国最大色氨酸生产企业，希杰是中国进口色氨酸最大企业。2015年全球色氨酸供应量3万吨，需求2.5万吨。我国3年前产量仅几千吨，企业规模不过几百吨，2015年产量达到3万吨，企业规模已达到万吨以上，但随之出现了当年市场销售价格折半下降的不良现象。

5  精氨酸

精氨酸是合成多种蛋白质的重要原料，同时也是机体内肌酸、多胺和一氧化氮等物质的合成前体，具有调节动物体营养代谢的重要作用。精氨酸作为一种功能性氨基酸，对畜禽的繁殖性能、生产性能和免疫性能都具有重要作用。近年来，随着人们对精氨酸的生理作用和免疫作用的深入研究，精氨酸已经不仅仅是一种简单的氨基酸。精氨酸作为一种天然来源的碱性氨基酸，具有可生物降解性、生物相容性和多种其它特殊生物功能，是一种非常具有开发前景的氨基酸。另外，由于抗生素的禁用，科研工作者正在寻找抗生素的替代品，其中，精氨酸就被普遍认为能部分起到抗生素的作用。如果精氨酸的功能能够得到合理的应用, 它必将对畜禽养殖业产生深远的影响。1990年世界精氨酸产量1000吨，2000年达到了1400~1500吨。2007年，仅美国、欧洲和日本的产量就突破了万吨，达到了14000吨，可见，发展速度是很快的。我国2007年产量为1585吨，2012年超过3000吨，近几年在山东等地都有新上的项目。

据中国产业调研网发布的2015~2022年中国氨基酸行业现状调研分析及发展趋势研究报告显示，未来高附加值的小品种氨基酸，如苯丙氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等市场需求量增加，同时，这些产品也受到国家产业政策的支持，发展前景看好。国内氨基酸行业需要建立技术支撑体系，以保证菌种稳定高产、工艺清洁高效、装备节能环保、产品高端优质。目前，国家多个部门已经针对氨基酸行业出台了多项引导政策。国务院《战略性新兴产业发展规划》中就明确指出，生物制造产业开展新型工程菌、新型酶制剂、氨基酸、寡糖和生物基材料、生物质纤维、非粮发酵、绿色生物工艺过程的产业化示范及应用。

另据2016年6月，国际氨基酸科学协会(ICAAS)首席执行官米罗先生指出，大量研究表明，日常氨基酸摄入量(含营养品中)远远低于实际需要的水平。2007年，WHO/FAO(世界卫生组织、联合国粮农组织)重新制定了人体必需氨基酸的最低摄入量，比1985年标准普遍提高了200%左右。以缬氨酸为例，一位体重70kg的人，1985年标准是最低日摄入量为700mg，2007年标准提升到1820mg，增幅为260%。最新的研究表明，人体消化吸收氨基酸的能力上限也远超我们想象，一个70kg的人日摄入亮氨酸最高可达39000mg。米罗先生说，相比欧美丰富的氨基酸产品，亚洲、东南亚、非洲、拉丁美洲等地区的氨基酸市场远未被开发，氨基酸市场空间非常巨大。日本的氨基酸饮料市场从2002年起呈现井喷状态，到2004年就已经很庞大了，并已经进入中国。

从以上两则报道不难看出，高附加值小品种氨基酸和食品用氨基酸将是氨基酸行业未来发展的方向。

与国际氨基酸行业相比，我国氨基酸行业存在着产品单一、高端产品有限；研发水平较弱、技术水平有待提高；资源综合利用率低、产业链亟待延伸等问题。要保持我国氨基酸行业持续健康发展，必须研发新的氨基酸产品，延长产业链，生产高附加值氨基酸。同时，还应不断培育新菌种，提高产酸率；完善现有的工艺技术，提高生产效率和水平；研发和采用新的装备以提高生产效率。