中國氨基酸工業發展現狀及趨勢預測

生物谷
1 蛋氨酸

       近年來, 國內外市場對蛋氨酸的需求逐年強勁增長, 成為需求增長最快的氨基酸品種之一1993 年, 全世界蛋氨酸產量為 26 萬 t, 1999 年達45 萬 t, 2002 年為 55 萬 t。目前, 全球的年產能約為 100 萬 t, 年產量約為 70 萬t。預計全球總產能會達到 110 萬 t/年左右, 但產量不會超過 70 萬 t市場仍將明顯供過于求。蛋氨酸的生產主要集中在安迪蘇、德固賽和諾偉司, 約占世界產量的 90%。
1.1 中國市場概況

       在中國市場, 每年都要從國外大量進口蛋氨酸, 現已成為中國化學原料藥進口的大宗產品,2003 年進口量高達 7 萬 t, 進口額過 1 億美元。據專家預測, 到 2010 年, 全世界蛋氨酸需求將達到90 萬 t, 中國的需求量也將超過 10 萬 t。近年中國對蛋氨酸的需求量還將持續增長, 但一定時期內依靠大量進口來滿足。中國是世界第 2 大飼料生產國, 市場需求的年增長率 7%￣8%, 蛋氨酸基本依靠進口。在中國市場, 日本公司占據了 43%份額、德固賽為 21%、諾偉司 10%、安迪蘇為 21%, 其他占 5%。由于中國蛋氨酸市場快速擴張且競爭日趨激烈, 國外蛋氨酸生產廠商均加大了在中國的銷售力度。

       目前, 中國生產蛋氨酸在工藝技術、原料、設備、成本等方面還存在一些有待解決的問題, 但火爆的市場已對企業產生了巨大的誘惑, 已有企業著手蛋氨酸規模生產的研發、設計和規劃。山東天易科技公司建設蛋氨酸中試裝置, 各項技術指標均已達到或超過國外同類產品, 預計 2007年 6 月建成投產, 設計規模為年產能力 3 萬 t。本溪化工集團、辛集化工等公司的蛋氨酸項目也進入準備階段。

       據了解, 德固賽并未忽視蛋氨酸醫藥保健用途的開發。2004 年 12 月德固賽在廣西南寧武鳴投資的安力泰美詩藥業公司的 L- ( 左旋) 蛋氨酸新生產線正式建成投產。本次新建的這條 L- 蛋氨酸生產線是該企業的二期工程, 產能為 400t, 是目前全球產量最大的食品、藥品級蛋氨酸生產線, 可滿足全球 50%的需求。

1.2 產品品種

       目前, 市場銷售的蛋氨酸有 4 個品種, 分別為固體蛋氨酸、液態羥基蛋氨酸(MHA)、液體蛋氨酸鈉鹽和固體羥基蛋氨酸鈣鹽。其中固體蛋氨酸和 MHA 分別占據世界市場的前兩位。在美國蛋氨酸市場主導產品是 MHA, 固體產品占次要地位。而在中國情況恰好相反, 不過液體產品也逐漸被市場認識并接受, 市場份額不斷提高。

1.3 市場需求趨勢

       全球 2006 年蛋氨酸需求量為 60 萬￣70 萬 t,據預測今后蛋氨酸市場年均增長率為 3%￣4%,其中歐洲、日本和韓國市場趨于飽和, 而東歐、亞洲(日本除外)和南美市場正在發展, 特別是中國,由于生活標準提高, 對肉類的需求增加, 中國市場需求的年增長率約為 7%￣8%, 遠遠高于全球年均增長水平, 因此, 中國將是世界各大蛋氨酸生產商的主攻市場。

2 賴氨酸及其鹽

       L- 賴氨酸是人體必需氨基酸之一, 是世界上僅次于味精的第 2 大氨基酸品種。截至 2006 年, 全球對飼料級賴氨酸的需求約為 100 萬 t/年, 中國的需求約為 24 萬 t/年。

2.1 主要品種

       在過去賴氨酸發展歷程中, 比較成熟的產品有賴氨酸鹽酸鹽、蛋白賴氨酸、液體賴氨酸等。賴氨酸鹽酸鹽特點是純度高, 顆粒均勻, 抗潮性能優越, 該產品在世界范圍已被廣泛接受。該產品生產工藝復雜, 能源與水的成本費用較高, 成為制約其發展的重要缺點。蛋白賴氨酸以及賴氨酸鹽酸鹽在數年前就已經研制, 但真正用于大量生產時間不長。此產品充分克服了賴氨酸鹽酸鹽能耗與水耗大的缺點, 生產成本具有相當高的競爭優勢。缺點是易吸潮, 產品穩定性較差。隨著賴氨酸科技的發展, 近年來又開發了液體賴氨酸, 具有更低的生產成本, 但由于是液體,運輸困難而限制了該產品的流通半徑。

       2003 年以前, 中國市場以 98.5%賴氨酸鹽酸鹽為主, 品種單一。大成生化公司于 2003 年研發生產的 65%賴氨酸硫酸鹽, 是繼德固賽后, 世界第 2 個生產賴氨酸硫酸鹽的制造商, 具有相當大競爭優勢。

2.2 中國發展近況

       中國賴氨酸產業起步于 20 世紀 90 年代初,近 10 多年來, 用賴氨酸的市場需求急速增長, 拉動了生產, 使產量有了飛速發展。2000 年, 大成集團 1.5 萬 t 賴氨酸廠建成投產, 到 2006 年, 僅大成集團的賴氨酸產量已超過 25 萬 t, 其中國內銷售量約為 20 萬 t。2006 年中國賴氨酸進口量比 2005 年減少40%, 一些國外的產品逐漸退出中國市場。近幾年, 國產賴氨酸的消費量已經超過進口。

       ● 2005 年, 中國賴氨酸市場發生的很大變化, 市場總量為 32.46 萬 t, 比 1999 年 4.87 萬 t 平均增長速度為 3.94 萬 t/年, 平均增長率為 79%。

       ● 國產賴氨酸所占比例逐年上升, 由 1999年的 18.48%至 2005 年的 83.18%。平均每年增長比例 28.74%。

       ● 進口賴氨酸量所占比例逐年下降, 由 1999年的 81.25%降到 2003 年的 54.51%。平均每年遞減比例 20.08%賴氨酸及其鹽類進口量自 2003 年起開始減少。2006 年中國累計進口賴氨酸 2.49 萬 t, 比上年同期減少 54.43%。賴氨酸及其鹽類出口逐年增加, 至 2005 年出口量開始大于進口量。2006 年中國累計出口賴氨酸 4.29 萬 t, 比上年同期增加 121.27%, 主要從吉林出口, 占中國賴氨酸出口總量的 80.49%。

2.3 市場展望及對策

       首先, 飼用將大量增加。預計到 2010 年, 中國對飼用賴氨酸的需求將達到幾十萬噸。其次是醫藥及其他領域用量需求量大。氨基酸大輸液一直是臨床用量很大的品種, 賴氨酸是其主要成分之一。此外, 近年來多種氨基酸飲料正在歐美、日韓等發達國家流行, 今后將向中國等發展中國家擴展。氨基酸在化妝品特別是中高檔化妝品中的用量也在增加。

       雖然賴氨酸市場今后長期看好, 但近幾年中國賴氨酸的供應量會遠大于需求量, 企業間成本競爭將更加激烈。中國企業切不可掉以輕心, 應不斷努力, 在做大的同時還力爭做強。

3 蘇氨酸

       截至 2006 年, 全球飼料中蘇氨酸的需求量約為 8 萬 t/年, 中國的需求量約為 2 萬 t/年。目前, 在蘇氨酸領域研究開發處于世界領先水平的是日本味之素公司, 它是全球最大的蘇氨酸生產公司, 總產能達到 2.9 萬 t/年, 大約占全球市場份額

       40%, 其發酵法生產的蘇氨酸產酸率 8%左右。前蘇聯用基因重組法改造的基因工程菌, 其產酸率在 7%左右。大成集團 2005 年產量為 8 000t, 主要生產指標中, 產酸率為 8%, 轉化率為 40%, 成品收率為75%, 技術上處于世界先進水平。賴氨酸和蘇氨酸項目符合國家產業政策, 是國家重點鼓勵投資的產業, 賴氨酸和蘇氨酸的生產對提高中國飼料品質、降低蛋白質原料消耗、減少此類產品進口量以及節約外匯有重要義。

4 谷氨酸鈉

       谷氨酸是目前生產量最大的氨基酸品種, 主要以谷氨酸鈉( 商品名味精) 的形式作為食品增鮮劑, 少量用于醫藥行業。

2006 年, 中國的味精產量已達到 136 萬 t, 成為占世界產量 66%左右的第 1 生產大國。技術水平和裝備水平也在不斷提高, 大大縮短與國外先進水平的差距。1965- 2005 年的 40 年間, 中國味精的最高年產量(商品量)為136 萬 t(2005 年數據, 占全球總產量的 66%), 年均增長率 17.0%。2005 年的產量為 1965 年的 339 倍。

5 L- 苯丙氨酸

       中國 L- 苯丙氨酸產業化之路尚在起步階段,2005年, 中國國內市場對 L- 苯丙氨酸的需求在3 000t 左右。

       國家一直十分重視 L- 苯丙氨酸的制備研究,曾列入國家“六五”、“七五”、“八五”等重大科研攻關計劃, 但因成本過高等原因一直沒有投入工業化生產, 極大地限制了中國 L- 苯丙氨酸及下游相關產業的發展。目前, 需求主要從美國或日本進口, 由于價格太貴, 市場供應數量有限, 限制了阿斯巴甜在中國的應用。隨著南京化工大學的海因酶法合成 L- 苯丙氨酸技術的日趨成熟, 為中國發展 L- 苯丙氨酸和阿斯巴甜帶來了技術上的支持。目前 L- 苯丙氨酸制備方法主要有直接發酵法、化學合成法和酶法。其中, 化學合成法路線長, 副產物多, 且產物為光學消旋體, 需進行光學拆分, 成本高。

6 聚合氨基酸類

       自 20 世紀 90 年代, 開發“綠色化學產品”是世界工業的一大新趨向。聚合氨基酸系列產品已在“綠色化學產品”中嶄露頭角。日本是世界上最大氨基酸生產國與輸出國。日本科學家在聚合氨基酸的研究開發方面也處于領先地位。

6.1 聚谷氨酸

       除日本 Ajinomoto 公司已成功開發并投產外, 2003 年, 臺灣味丹公司也已開發出了 γ- 聚谷氨酸。我國聚谷氨酸目前還沒有工業化生產, 有許多研究機構正在研究和小試中。

6.2 聚賴氨酸

       該產品發酵周期較長, 大約在 7d, 目前, 我國各大院校有所研究, 但還沒有工業化生產的企業。

6.3 聚精氨酸

       據悉, 德國拜耳公司已達成年產 2 000t 級PAA 實驗工廠, 產品主要為 PAA 高吸水性樹脂。由于 PAA 具有生物降解性, 即使用過后丟棄也絕不像丙烯酸樹脂那樣造成嚴重環境污染。

6.4 聚天門冬氨酸(PASA)

       聚天門冬氨酸具有氨基的聚羧酸, 是一種高分子材料, 聚合氨基酸是一前途無限廣闊的工業、農業與食品業的新穎原料, 它在中國的 21 世紀里也必將大放異彩。

7 其他氨基酸

7.1 色氨酸

       色氨酸是重要的氨基酸之一, L- 色氨酸為蛋氨酸、賴氨酸之后的第 3 飼用氨基酸, 目前世界色氨酸年產約 1 000 多 t, 作為飼料添加劑使用的色氨酸量有數百 t。世界上主要生產廠家是日本的昭和電工、協和發酵和三進化學公司, 它們主要用發酵法生產色氨酸, 德國的德固賽公司則兼用發酵法和合成法生產色氨酸。中國主要有上海、武漢、北京等地小規模生產, 用于藥品。但尚無廠家生產飼用色氨酸。

7.2 肽類

7.2.1 乳鏈菌肽

       目前, 國內市場以銀象公司為主要生產企業, 紅梅集團也于 2004 年開始生產同類產品, 行業中成品效價約在 1 000IU/mg 左右, 發酵水平可達 6 000￣7 000IU/dl, 成本約在 500￣600 元/kg。多數應用于乳制品和肉食品的保鮮。

7.2.2 谷胱甘肽

       谷胱甘肽(glutathione, 簡稱 GSH)是一種具有多種重要生理功能的三肽。臨床上用于肝臟疾病, 藥物和重金屬中毒的治療, 并可與抗癌藥合用。目前, 谷胱甘肽在食品、醫藥等領域的應用日益受到人們的重視。

8 中國飼料用氨基酸發展建議

       與發達國家相比, 中國的配合飼料普及率仍比較低, 傳統養殖在中國畜牧業生產中仍占有較大的比重, 目前, 中國人均年配合飼料占有量僅為 47kg, 為全球人均占有量的 50%, 因此, 中國配合飼料具有較大的發展空間。

8.1 擴大單套裝置的生產規模, 提高供應能力

       首先是賴氨酸, 盡管中國已具備了一定的供應能力, 總規模已達到 16 萬 t/a, 但原料配套條件差, 因此應充分發揮中國農產品資源的優勢, 在擴大企業生產規模的基礎上, 提高中國賴氨酸的供應能力, 滿足中國市場的需求。與賴氨酸生產相比, 蛋氨酸的工藝路線較長, 至今中國尚未完全掌握其生產技術, 已建成的 1 萬 t/a 生產裝置已基本不能發揮作用, 因此依靠中國自身力量根本不能發展蛋氨酸生產。根據目前全球蛋氨酸的供應形式和生產裝置的布局, 國外公司在中國發展蛋氨酸生產的可能性是存在的, 因此中國蛋氨酸生產的發展必須走中外合資的道路。

8.2 實現原料供應和產品生產的一體化

       在長春大成公司沒有投產之前, 中國賴氨酸生產企業主要集中在長江以南地區, 除廣西桂元公司以當地的制糖業副產的糖蜜為原料外, 其他兩家企業全部使用玉米淀粉, 因此賴氨酸的生產成本中玉米淀粉的運輸費用在 500 元/t 左右。隨著國外產品的大量進入, 賴氨酸的售價大幅度下跌, 最低時不足 1 萬元/t, 因此兩家企業嚴重虧損。然而, 長春大成公司自 2001 年投產以來, 盡管賴氨酸的售價處于歷史上較低的水平, 但由于該企業具有一定規模的玉米綜合加工能力, 使得玉米淀粉原料成本比中國的其他企業至少低 800元/t, 因此該企業的賴氨酸生產仍具有較好的經濟效益, 2002 年將生產能力提升到了 5 萬 t/a, 基本具備了與國外公司抗衡的能力。由此看來, 今后發展賴氨酸生產必須走與玉米淀粉加工相結合的路子, 只有這樣企業才能在激烈的市場競爭中爭取到一席之地。相對賴氨酸生產所需的原料來講, 蛋氨酸所需的原料比較多, 而且有些原料是某種化工生產中的副產品, 如氫氰酸是丙烯腈生產時的副產品, 硫化氫是石油煉制中的廢棄物, 因此如能與這些產品的生產企業相聯合, 不僅可以解決處理這些副產品的難題, 而且可變廢為寶, 降低蛋氨酸的生產成本。

8.3 增加產品品種

       中國現在所能生產的飼用氨基酸產品僅有賴氨酸鹽酸鹽一種形式, 而國外已有硫酸鹽和液體賴氨酸等產品。賴氨酸硫酸鹽的生產工藝簡單, 生產成本低于賴氨酸鹽酸鹽; 液體賴氨酸使用效果比較好, 產品的損失小, 因此應根據飼料工業的發展需要, 增加產品品種。

8.4 加強國內外合作, 進一步提高技術水平盡管中國已基本掌握了賴氨酸的生產技術,但蛋氨酸和蘇氨酸的生產技術尚未完全掌握, 因此有必要加強對外交流和合作, 不斷提高技術水平, 確保在競爭中取勝。