生物制造产业调研报告

生 物 制 造 产 业 调 研 报 告 2012 年 6 月

目 录 第 一 章 研 究 背 景...1 1.1 产 业 界 定...1 1.2 分 类 体 系...1 第 二 章 总 体 态 势...2 2.1 国 际 形 势 判 断...2 2.1.1 现 代 生 物 制 造 是 世 界 各 经 济 强 国 的 战 略 重 点...3 2.1.2 现 代 生 物 技 术 正 在 推 动 生 物 制 造 技 术 体 系 的 形 成 与 发 展...3 2.1.3 生 物 制 造 的 竞 争 力 分 析...4 2.1.4 欧 洲 工 业 生 物 技 术 研 究 现 状...5 2.2 国 内 形 势 判 断...7 2.2.1 现 代 生 物 制 造 推 动 我 国 经 济 结 构 调 整 经 济 发 展 方 式 转 变...7 2.2.2 现 代 生 物 制 造 提 高 我 国 生 物 产 业 效 率 增 强 国 际 竞 争 力...7 2.2.3 生 物 制 造 产 业 规 模 稳 步 增 长...8 2.2.4 我 国 生 物 制 造 技 术 创 新 能 力 逐 步 加 强...9 2.2.5 我 国 生 物 制 造 产 品 的 国 内 外 竞 争 力 分 析...9 2.2.6 我 国 生 物 制 造 的 企 业 格 局 分 析...12 2.2.7 我 国 生 物 制 造 未 来 发 展 方 向...14 2.2.8 我 国 生 物 制 造 产 业 发 展 的 瓶 颈 问 题 分 析...15 第 三 章 产 品 领 域...17 3.1 生 物 基 化 学 品...17 3.1.1 全 球 生 物 基 化 学 总 体 发 展 态 势...17 3.1.2 全 球 主 要 生 产 企 业 及 其 发 展 现 状...19 3.1.3 典 型 生 物 基 化 学 品 商 业 化 现 状 与 趋 势...22 3.2 生 物 基 材 料...26 3.3 酶 制 剂 工 业...29 3.3.1 国 外 酶 制 剂 工 业 现 状 及 特 点...29 3.3.2 我 国 酶 制 剂 工 业 现 状 及 特 点...30 3.3.3 我 国 酶 制 剂 工 业 面 临 的 主 要 问 题...32 3.3.4 我 国 酶 制 剂 工 业 的 未 来 发 展...33 1

3.4 大 宗 发 酵 品...34 3.4.1 氨 基 酸...34 3.4.2 维 生 素...38 3.4.3 抗 生 素...41 3.4.4 有 机 酸...43 3.4.5 淀 粉 糖...48 3.5 传 统 发 酵 产 品...53 第 四 章 技 术 分 析...56 4.1 生 物 制 造 产 业 重 点 发 展 方 向...56 4.2 技 术 跨 越 的 重 点...57 4.3 生 物 基 化 学 品...59 4.3.1 食 品 香 精 香 料...59 第 五 章 发 展 主 体...69 5.1 区 域 分 布...69 5.1.1 全 面 规 划 推 动 生 物 产 业 集 聚 发 展...69 5.1.2 3.5 建 设 创 新 基 地 和 创 新 联 盟, 促 进 工 业 生 物 技 术 产 业 化...70 5.2 制 造 企 业...71 5.2.1 长 春 大 成 集 团...73 5.2.2 西 王 集 团...74 5.2.3 梅 花 生 物 科 技 集 团...74 5.2.4 诸 城 兴 贸 玉 米 开 发 有 限 公 司...75 5.2.5 河 南 金 丹 乳 酸 科 技 有 限 公 司...77 5.3 研 究 机 构...80 5.3.1 中 国 科 学 院 微 生 物 研 究 所...80 5.3.2 中 国 食 品 发 酵 工 业 研 究 院...80 5.3.3 工 业 酶 国 家 工 程 实 验 室...81 5.3.4 国 家 工 程 研 究 中 心...81 第 六 章 基 本 结 论...83 2

第 一 章 研 究 背 景 1.1 产 业 界 定 现 代 工 业 体 系 建 立 基 础 是 对 于 以 石 油 和 煤 炭 为 主 的 化 石 资 源 的 开 采 和 利 用 化 石 资 源 需 要 经 历 漫 长 的 地 质 时 代 才 能 形 成, 由 于 现 代 工 业 对 其 过 度 的 依 赖 和 开 采, 一 场 前 所 未 有 的 能 源 危 机 正 在 逼 近, 而 大 规 模 使 用 化 石 资 源 所 导 致 的 污 染 及 温 室 气 体 排 放 也 造 成 了 严 重 的 环 境 问 题 为 了 解 决 人 类 社 会 发 展 所 面 临 的 健 康 食 物 能 源 生 态 环 境 等 重 大 问 题, 生 物 科 技 产 业 正 发 挥 着 日 益 重 要 的 作 用 生 物 制 造 (Biological manufacturing) 指 以 生 物 体 机 能 进 行 大 规 模 物 质 加 工 与 物 质 转 化 为 社 会 发 展 提 供 工 业 商 品 的 新 行 业, 是 以 微 生 物 细 胞 或 以 酶 蛋 白 为 催 化 剂 进 行 化 学 品 合 成 或 以 生 物 质 为 原 料 转 化 合 成 能 源 化 学 品 与 材 料, 促 使 能 源 与 化 学 品 脱 离 石 油 化 学 工 业 路 线 的 新 模 式, 主 要 表 现 为 先 进 发 酵 工 程 现 代 酶 工 程 生 物 炼 制 生 物 过 程 工 程 等 新 技 术 的 发 明 与 应 用, 具 有 低 碳 循 环 绿 色 清 洁 等 典 型 特 征 1 生 物 制 造 是 近 年 来 制 造 技 术 发 展 的 新 方 向, 其 研 究 主 要 包 含 利 用 生 物 的 机 能 进 行 制 造 ( 基 因 复 制 生 物 去 除 或 生 物 生 长 ) 及 制 造 类 生 物 或 生 物 体, 将 生 命 科 学 材 料 科 学 及 生 物 技 术 的 知 识 融 入 制 造 技 术 之 中, 为 人 类 的 健 康 保 护 环 境 和 可 持 续 发 展 提 供 关 键 技 术 1.2 分 类 体 系 生 物 制 造 包 括 生 物 基 材 料 与 化 学 品 以 及 生 物 催 化 与 转 化 两 个 部 分, 而 工 业 酶 制 剂 在 生 物 制 造 过 程 中 也 起 着 重 要 的 作 用 生 物 制 造 : 生 物 基 高 分 子 新 材 料 生 物 基 绿 色 化 学 品 糖 工 程 产 品 ; 农 产 品 精 深 加 工 和 食 品 生 物 制 造 ; 新 型 酶 制 剂 及 生 物 漂 白 生 物 制 浆 生 物 制 革 生 物 脱 硫 等 1 十 二 五 现 代 生 物 制 造 科 技 发 展 专 项 规 划.2011.11 1

第 二 章 总 体 态 势 2.1 国 际 形 势 判 断 随 着 生 物 科 技 的 进 步 及 其 向 工 业 领 域 的 快 速 渗 透, 现 代 生 物 制 造 正 在 引 发 一 场 新 的 工 业 革 命 世 界 各 主 要 经 济 强 国 都 把 生 物 制 造 作 为 保 障 能 源 安 全 环 境 质 量 和 经 济 发 展 的 国 家 战 略, 促 进 形 成 与 环 境 协 调 的 战 略 产 业 体 系, 抢 占 未 来 生 物 产 业 的 竞 争 制 高 点 美 国 明 确 将 生 物 制 造 技 术 作 为 战 略 技 术 领 域, 并 列 为 2020 年 制 造 技 术 挑 战 的 11 个 主 要 方 向 之 一, 期 望 通 过 应 用 生 物 技 术, 降 低 经 济 发 展 对 化 石 能 源 的 依 赖 和 人 类 社 会 活 动 的 碳 足 迹 欧 洲 制 定 规 划, 计 划 通 过 大 幅 度 降 低 对 化 石 资 源 的 依 赖, 于 2025 年 取 得 向 基 于 生 物 技 术 型 社 会 转 变 的 实 质 进 展 OECD 在 面 向 2030 生 物 经 济 施 政 纲 领 战 略 报 告 预 计, 到 2030 年, 将 有 大 约 35% 的 化 学 品 和 其 它 工 业 产 品 来 自 生 物 制 造, 生 物 经 济 将 初 步 形 成 2 继 生 物 医 药 生 物 能 源 产 业 蓬 勃 发 展 之 后, 生 物 制 造 产 业 得 以 快 速 发 展, 成 为 生 物 基 经 济 和 生 物 产 业 发 展 的 重 点 OECD 报 告 预 测, 生 物 基 化 学 品 和 其 他 工 业 品 ( 不 包 括 生 物 医 药 产 品 ) 在 全 部 化 学 品 产 量 中 的 比 重 有 可 能 从 2005 年 的 1.8% 提 升 到 2015 年 的 12%-20%, 到 2030 年 进 一 步 提 升 到 35% 3 微 生 物 制 造 是 生 物 产 业 的 重 要 领 域, 广 泛 应 用 于 轻 工 食 品 医 药 化 工 饲 料 造 纸 皮 革 农 业 等 产 业 领 域, 以 微 生 物 制 造 技 术 改 造 化 学 工 业 过 程, 已 成 为 发 达 国 家 的 重 要 科 技 与 产 业 发 展 战 略 欧 美 日 已 分 别 制 定 在 今 后 几 十 年 用 微 生 物 制 造 过 程 取 代 化 学 过 程 的 战 略 计 划 美 国 提 出 到 2020 年, 通 过 微 生 物 制 造 技 术, 实 现 化 学 工 业 原 料 水 资 源 及 能 量 的 消 耗 降 低 30%, 污 染 物 排 放 和 污 染 扩 散 减 少 30% 国 际 上 微 生 物 制 造 技 术 发 展 迅 猛 以 改 造 微 生 物 及 其 酶 蛋 白 为 目 的 的 基 因 组 分 析 技 术 重 组 DNA 技 术 蛋 白 质 分 子 进 化 技 术 生 物 信 息 与 生 物 计 算 等 已 经 广 泛 应 用, 至 2005 年, 已 经 有 134 个 现 代 微 生 物 制 造 的 工 业 化 案 例 世 界 主 要 发 酵 产 品 产 值 约 140 多 亿 美 元, 年 增 长 率 约 4.7% 酶 制 剂 的 全 球 产 值 已 达 到 20 多 亿 美 元, 其 中 可 进 一 步 应 用 于 其 他 行 业 的 酶 制 剂 占 50% 以 上, 广 泛 应 用 于 化 学 合 成 医 药 发 酵 造 纸 纺 织 能 源 材 料 等 重 大 领 域 随 着 绿 色 化 工 产 业 的 不 2 十 二 五 现 代 生 物 制 造 科 技 发 展 专 项 规 划 2011.11 3 OECD, The Bioeconomy to 2030: designing a policy agenda. http://www.oecd.org/futures/bioeconomy/2030, 2009. 2

断 增 长, 世 界 范 围 内 对 于 酶 制 剂 类 及 其 他 微 生 物 制 造 相 关 的 产 业 规 模 不 断 扩 大, 市 场 需 求 也 越 来 越 大 2.1.1 现 代 生 物 制 造 是 世 界 各 经 济 强 国 的 战 略 重 点 随 着 生 物 科 技 的 进 步 及 其 向 工 业 领 域 的 快 速 渗 透, 现 代 生 物 制 造 正 在 引 发 一 场 新 的 工 业 革 命 世 界 各 主 要 经 济 强 国 都 把 生 物 制 造 作 为 保 障 能 源 安 全 环 境 质 量 和 经 济 发 展 的 国 家 战 略, 促 进 形 成 与 环 境 协 调 的 战 略 产 业 体 系, 抢 占 未 来 生 物 产 业 的 竞 争 制 高 点 美 国 明 确 将 生 物 制 造 技 术 作 为 战 略 技 术 领 域, 并 列 为 2020 年 制 造 技 术 挑 战 的 11 个 主 要 方 向 之 一, 期 望 通 过 应 用 生 物 技 术, 降 低 经 济 发 展 对 化 石 能 源 的 依 赖 和 人 类 社 会 活 动 的 碳 足 迹 欧 洲 制 定 规 划, 计 划 通 过 大 幅 度 降 低 对 化 石 资 源 的 依 赖, 于 2025 年 取 得 向 基 于 生 物 技 术 型 社 会 转 变 的 实 质 进 展 经 济 合 作 与 发 展 组 织 (OECD) 面 向 2030 生 物 经 济 施 政 纲 领 战 略 报 告 预 计, 到 2030 年, 将 有 大 约 35% 的 化 学 品 和 其 它 工 业 产 品 来 自 生 物 制 造, 生 物 经 济 将 初 步 形 成 2.1.2 现 代 生 物 技 术 正 在 推 动 生 物 制 造 技 术 体 系 的 形 成 与 发 展 随 着 基 因 组 学 系 统 生 物 学 合 成 生 物 学 的 飞 速 发 展, 工 业 微 生 物 分 子 育 种 工 业 酶 分 子 改 造 等 新 技 术 不 断 促 进 核 心 生 物 工 具 的 进 步, 生 物 炼 制 与 生 物 质 转 化 生 物 催 化 与 生 物 加 工 现 代 发 酵 等 现 代 生 物 制 造 技 术 不 断 取 得 重 大 创 新 和 产 业 应 用, 对 工 业 基 础 原 材 料 的 化 石 原 料 路 线 替 代 传 统 工 业 的 工 艺 路 线 替 代 以 及 生 物 产 业 升 级 显 示 了 巨 大 的 推 动 作 用 基 于 基 因 组 信 息 的 代 谢 和 调 控 网 络 重 构 的 基 因 组 育 种 改 造 技 术 已 取 得 了 一 系 列 突 破 性 的 进 展 基 因 组 改 组 技 术 系 统 代 谢 工 程 技 术 基 因 组 快 速 进 化 技 术 基 因 组 删 减 技 术 细 胞 全 局 扰 动 技 术 等 微 生 物 基 因 组 育 种 技 术 已 经 在 氨 基 酸 等 生 物 合 成 等 方 面 取 得 了 显 著 的 效 益, 极 有 可 能 引 发 传 统 工 业 微 生 物 育 种 及 发 酵 产 业 的 革 命, 大 幅 度 提 高 生 物 产 品 的 生 产 水 平 以 从 原 料 到 产 品 的 整 合 理 念 为 基 础 的 生 物 系 统 过 程 技 术 正 在 向 信 息 化 智 能 化 的 方 向 发 展, 为 发 酵 过 程 的 高 效 与 清 洁 提 供 了 新 的 技 术 支 撑 蛋 白 质 工 程 技 术 在 工 业 酶 蛋 白 进 化 改 造 等 方 面 发 展 迅 速, 正 在 使 更 多 的 生 物 蛋 白 质 成 为 可 商 业 化 的 工 业 催 化 剂 合 成 生 物 学 技 术 快 速 发 展, 使 人 们 有 可 能 按 照 对 生 命 系 统 运 行 法 则 的 认 识, 以 最 优 化 的 方 式 重 新 编 程, 甚 至 合 理 引 入 自 然 界 不 存 在 的 人 造 法 则, 从 而 构 建 出 全 新 的 人 造 生 物 体, 突 破 自 然 生 物 体 的 局 限, 改 变 功 能 材 料 工 业 化 学 品 与 药 品 合 成 的 现 有 生 产 模 式, 开 创 一 个 财 富 增 长 新 纪 元 在 此 基 础 上, 生 物 炼 制 与 生 物 质 转 化 技 术 不 断 进 步, 塑 料 橡 胶 尼 龙 合 成 纤 维 以 及 化 工 醇 溶 剂 表 面 活 性 剂 等 许 多 大 宗 传 统 石 油 化 工 产 品 正 在 走 出 石 油 路 线,1,3- 丙 二 醇 3- 羟 基 丙 酸 异 戊 醇, 丙 醇, 丁 醇, 丁 二 酸 类 异 戊 二 烯 1,4- 丁 二 醇 丙 烯 酸 等 传 统 石 油 化 工 产 品 生 产 的 细 胞 3

工 厂, 已 经 或 即 将 取 得 对 石 油 路 线 的 竞 争 优 势, 正 在 促 进 工 业 原 材 料 从 石 油 基 向 生 物 基 的 转 变 生 物 催 化 与 生 物 加 工 技 术 逐 渐 成 熟, 正 在 推 动 有 机 化 学 工 业 以 及 纺 织 制 革 造 纸 等 产 业 工 艺 技 术 路 线 的 革 新, 实 现 能 耗 废 弃 物 排 放 以 及 物 耗 水 平 的 大 幅 降 低 由 于 生 物 催 化 技 术 的 发 展 与 介 入,2000 年 以 来, 全 球 化 学 工 业 增 长 了 4 倍, 而 总 污 染 物 排 放 水 平 降 低 了 20% 2.1.3 生 物 制 造 的 竞 争 力 分 析 本 节 对 欧 盟 ( 仅 限 OECD 国 家 ) 美 国 日 本 和 金 砖 四 国 的 工 业 生 物 技 术 的 竞 争 水 平 进 行 SWOT 分 析 4 一 般 来 说,OECD 国 家 在 工 业 和 科 技 上 具 有 很 强 的 竞 争 力, 美 国 和 欧 盟 在 可 再 生 原 料 供 给 方 面 具 有 优 势, 而 日 本 则 资 源 匮 乏 公 众 对 转 基 因 生 物 的 抵 制 已 成 为 欧 盟 发 展 工 业 生 物 技 术 的 特 有 阻 碍 之 一 金 砖 四 国 将 成 为 可 再 生 给 料 的 主 要 生 产 国, 随 着 其 科 技 的 不 断 创 新, 其 可 再 生 工 业 也 将 取 得 长 足 发 展 表 1 工 业 生 物 技 术 SWOT 分 析 欧 盟 美 国 日 本 金 砖 四 国 - 驱 动 力 化 工 生 态 增 值 产 品 能 源 和 化 工 创 业 与 风 投 化 工 生 态 增 值 产 品 生 物 可 再 生 碳 源 的 商 业 化 优 - 研 发 能 力 学 术 和 工 业 界 的 生 物 技 术 和 化 学 研 发 实 力 强, 区 域 研 发 密 度 最 大 学 术 创 业 和 工 业 界 的 生 物 技 术 和 化 学 研 发 实 力 强 学 术 和 工 业 界 的 生 物 技 术 和 化 学 研 发 实 力 强, 区 域 研 发 密 度 大 势 - 公 众 接 受 度 转 基 因 生 物 和 转 基 因 植 物 接 受 度 高 接 受 新 产 品 的 期 望 值 高 转 基 因 生 物 和 转 基 因 植 物 接 受 度 高 - 可 再 生 碳 源 利 用 生 产 糖 用 甜 菜 土 豆 淀 粉 和 谷 物 淀 粉 玉 米 和 大 豆 产 量 高 木 质 纤 维 素 乙 醇 产 业 领 先 拥 有 海 水 养 殖 的 传 统 玉 米 甘 蔗 和 大 豆 产 量 高 劣 势 - 驱 动 力 缺 少 生 物 能 源 相 关 技 术 供 应 商 生 物 能 源 比 重 太 大 缺 少 生 物 能 源 相 关 技 术 供 应 商 尚 处 价 值 链 工 业 早 期 阶 段 - 研 发 能 力 技 术 转 移 创 业 公 司 不 足 技 术 转 移 创 业 公 司 不 足 仅 有 少 数 几 个 中 心 4 SWOT 分 析 方 法 用 于 识 别 企 业 / 研 究 单 元 的 优 势 劣 势 及 核 心 竞 争 力 S 代 表 strength( 优 势 ),W 代 表 weakness( 劣 势 ),O 代 表 opportunity( 机 会 ),T 代 表 threat( 威 胁 ), 其 中,S W 是 内 部 因 素,O T 是 外 部 因 素 4

- 公 众 接 受 度 转 基 因 生 物 和 转 基 因 植 物 接 受 度 低 - 可 再 生 碳 源 利 用 受 缺 乏 土 地 和 进 口 商 的 限 制 受 水 短 缺 的 限 制 土 地 和 进 口 商 缺 乏 导 致 可 用 的 可 再 生 碳 源 不 充 分 机 会 - 驱 动 力 化 学 工 业 寻 求 原 料 的 灵 活 性 - 研 发 能 力 加 快 合 作 与 技 术 转 移 营 造 创 业 环 境 - 公 众 接 受 度 提 高 公 众 对 转 基 因 生 物 和 转 基 因 植 物 的 接 受 度 - 可 再 生 碳 源 利 用 用 于 利 基 市 场 的 特 殊 植 物 基 前 体 化 学 工 业 将 添 加 新 驱 动 出 口 生 物 能 源 技 术 发 展 生 物 精 炼 技 术 许 可 增 强 全 球 合 作 提 升 学 术 能 力 藻 类 培 养 木 质 纤 维 素 碳 源 的 大 规 模 生 产 发 展 海 洋 生 物 技 术 成 为 生 物 可 再 生 碳 源 的 生 产 者 - 驱 动 力 早 期 技 术 投 资 建 立 生 态 驱 动 早 期 技 术 投 资 基 础 设 施 - 研 发 能 力 技 术 引 进 威 胁 - 公 众 接 受 度 公 众 对 转 基 因 生 物 和 转 基 因 植 物 的 抵 制 - 可 再 生 碳 源 利 用 种 植 植 物 原 料 的 土 地 利 用 关 注 除 生 物 乙 醇 外 的 其 他 化 学 品 国 内 可 再 生 碳 源 的 有 效 性 自 由 贸 易 环 境 2.1.4 欧 洲 工 业 生 物 技 术 研 究 现 状 2.1.4.1 研 发 资 助 据 OECD 预 测, 未 来 生 物 经 济 将 有 75% 的 份 额 来 自 农 业 和 工 业 生 物 技 术 领 域, 然 而, 目 前 这 两 个 部 门 获 得 的 投 资 尚 不 到 20%, 可 见, 投 资 需 求 非 常 旺 盛 除 了 私 营 公 司 外, 目 前 欧 洲 生 物 基 产 品 的 研 究 资 金 主 要 来 自 各 种 公 共 机 构 : 包 括 欧 盟 层 面 的 第 七 框 架 计 划 ; 在 成 员 国 层 面, 各 成 员 国 对 工 业 生 物 技 术 的 专 门 投 资 非 常 有 限, 仅 有 少 数 几 个 国 家 开 展 了 专 门 研 究 项 目, 一 些 国 家 则 仅 通 过 常 规 研 究 项 目 或 相 似 项 目 ( 如 能 源 和 农 业 ) 进 行 资 助, 资 金 主 要 来 自 地 方 和 / 或 国 家 研 究 理 事 会 ; 此 外, 一 些 成 员 国 也 尝 试 借 助 ERA-NET 框 架 开 展 合 作 研 究 欧 盟 及 其 成 员 国 在 知 识 工 业 活 动 和 学 术 研 究 方 面 拥 有 很 大 的 潜 力, 各 个 国 家 都 在 各 种 领 域 拥 有 其 自 己 的 研 发 计 划 和 项 目, 然 而 在 欧 盟 水 平 的 合 作 却 很 少, 国 际 合 作 将 是 推 动 欧 洲 工 业 生 物 技 术 研 发 不 可 或 缺 的 重 要 因 素 也 唯 有 加 强 成 员 5

国 地 区 和 欧 盟 公 共 项 目 之 间 的 协 调 与 合 作, 方 能 避 免 研 发 的 重 叠 和 分 散, 进 而 跟 上 美 国 巴 西 俄 罗 斯 印 度 和 中 国 开 展 大 量 研 发 项 目 的 步 伐 美 国 和 日 本 是 欧 洲 在 工 业 生 物 技 术 研 发 领 域 的 首 要 竞 争 对 手, 其 中 美 国 在 工 业 生 物 技 术 领 域 的 研 发 投 入 是 欧 盟 各 成 员 国 研 发 投 入 总 和 的 10 倍 中 国 和 印 度 等 其 他 新 兴 国 家 在 工 业 生 物 技 术 领 域 的 发 展 也 非 常 迅 速, 已 成 为 欧 盟 的 一 个 主 要 威 胁 美 国 政 府 已 经 决 定 鼓 励 工 业 生 物 技 术 作 为 政 府 计 划 的 一 部 分, 并 已 经 为 其 准 备 了 大 量 的 经 费 预 算, 主 要 的 研 发 计 划 集 中 在 生 物 燃 料 和 生 物 材 料 领 域, 还 有 小 部 分 集 中 在 生 物 化 学 品 领 域, 美 国 的 目 标 是 在 2020 年 实 现 更 少 的 能 源 依 赖 美 国 联 邦 政 府 机 构 已 经 批 准 给 予 生 物 基 产 品 更 多 的 优 先 权, 并 通 过 修 改 法 律 以 配 合 政 府 计 划 促 进 工 业 生 物 技 术 产 品 的 应 用 政 府 预 算 着 重 支 持 在 酶 生 物 质 技 术 生 物 基 产 品 和 生 物 能 源 等 领 域 的 研 发 项 目 其 中 在 生 物 燃 料 领 域 的 研 发 支 出 从 2004 年 到 2007 年 增 长 了 400%,2007 年 达 到 1.525 亿 美 元, 其 增 速 是 传 统 研 发 投 入 增 速 的 三 倍, 对 生 物 基 化 学 品 的 研 发 支 出 比 生 物 燃 料 高 出 很 多,2007 年 达 到 34 亿 美 元 鉴 于 在 过 去 十 年 中 传 统 生 物 技 术 在 日 本 工 业 中 占 据 相 当 重 要 的 地 位, 日 本 对 待 发 展 工 业 生 物 技 术 持 非 常 谨 慎 的 态 度 日 本 过 去 尝 试 选 择 发 展 与 其 未 来 发 展 相 关 的 技 术 和 工 业, 并 建 立 政 府 机 构 来 支 持 这 种 转 变, 然 而, 现 在 日 本 则 开 始 将 那 些 政 府 机 构 整 合 成 超 级 机 构, 其 目 标 是 提 供 更 加 完 整 的 和 一 致 的 途 径 来 推 进 改 革 中 国 的 生 物 技 术 研 发 拥 有 坚 实 的 国 内 研 究 基 础 强 有 力 的 国 外 合 作 网 络 以 及 大 量 优 秀 的 海 归 人 才 中 国 政 府 拥 有 一 个 由 三 大 计 划 组 成 的 成 熟 的 科 技 政 策 框 架, 同 时 中 国 政 府 还 投 资 拟 风 险 投 资 公 司 来 支 持 创 业 公 司, 以 及 通 过 税 收 激 励 政 策 吸 引 私 人 资 金 投 向 生 命 科 学 领 域 2.1.4.2 研 发 重 点 自 2004 年 以 来, 欧 盟 已 经 建 立 了 一 些 技 术 平 台, 如 SusChem, 并 为 其 制 定 了 相 关 战 略 研 发 议 程 (SRA),SRA 在 欧 盟 层 面 的 第 七 框 架 计 划 以 及 成 员 国 层 面 的 国 家 研 究 计 划 中 开 始 执 行, 其 中 一 些 还 与 ERA-NETS 进 行 整 合 知 识 基 生 物 经 济 (KBBE) 概 念 的 发 展 明 显 促 进 了 欧 盟 及 其 成 员 国 对 工 业 生 物 技 术 的 关 注 为 了 更 加 充 分 利 用 粮 食 作 物 与 非 粮 生 物 质, 特 别 是 在 转 化 各 种 原 料 来 源 的 木 质 纤 维 素 原 料 时, 开 发 高 效 的 酶 则 显 得 尤 为 关 键 合 成 生 物 学 和 代 谢 工 程 研 究 等 新 兴 技 术 将 显 著 提 高 生 物 技 术 及 其 产 品 的 多 样 性, 这 些 技 术 将 带 动 微 生 物 细 胞 工 厂 的 发 展, 高 效 地 生 产 预 期 产 品 然 而, 一 些 生 物 精 炼 产 品 仅 是 化 学 品 前 体, 还 需 进 一 步 进 行 化 学 加 工 才 能 转 化 成 为 最 终 产 品, 因 此 有 必 要 对 生 物 化 学 与 化 学 过 程 的 整 合 技 术 加 以 关 注 6

此 外, 原 料 的 持 续 供 给 也 至 关 重 要, 需 要 进 一 步 研 究 提 升 原 料 产 率 和 / 或 优 化 转 化 效 率 的 方 法, 其 中 既 包 括 植 物 基 因 组 和 新 培 育 计 划, 也 包 括 高 效 的 作 物 轮 作 土 地 管 理 和 土 地 用 途 改 变 等 问 题 2.1.4.3 集 群 与 合 作 在 ETP FP7 和 国 家 研 究 计 划 的 成 功 运 行 基 础 上, 欧 洲 需 要 调 动 足 够 的 资 源 来 支 持 欧 洲 范 围 内 的 依 靠 公 共 - 私 营 合 作 伙 伴 的 协 作 研 究 计 划 包 括 在 相 关 研 究 教 育 和 国 际 合 作 的 资 金 支 持, 以 攻 克 技 术 瓶 颈, 实 现 欧 洲 生 物 经 济 社 会 这 些 计 划 的 首 要 目 标 是 分 担 开 发 生 物 基 产 品 整 个 过 程 中 的 研 发 风 险, 以 及 减 轻 创 新 难 度, 研 发 将 涉 及 生 物 基 经 济 的 整 个 价 值 链 实 际 上, 工 业 部 门 最 主 要 的 挑 战 之 一 是 如 何 将 研 究 转 化 成 产 品, 包 括 开 发 产 品 的 新 应 用 此 外, 这 些 研 究 还 应 包 括 如 何 提 高 公 众 对 这 些 技 术 和 产 品 的 接 受 度 方 面 的 社 会 学 研 究 由 于 研 发 创 新 的 生 物 基 产 品 需 要 大 量 的 资 金 投 入, 现 在 公 共 - 私 营 合 作 伙 伴 的 数 量 迅 速 增 加 2.2 国 内 形 势 判 断 2.2.1 现 代 生 物 制 造 推 动 我 国 经 济 结 构 调 整 经 济 发 展 方 式 转 变 近 年 来, 我 国 GDP 每 年 以 10% 左 右 的 速 度 增 长, 对 化 石 能 源 与 石 油 化 工 原 料 的 需 求 旺 盛 和 依 赖 程 度 较 大 2010 年, 我 国 原 油 进 口 量 达 2.4 亿 吨, 对 外 依 存 度 达 到 55%, 已 超 过 50% 的 警 戒 线, 依 赖 于 石 油 炼 制 的 大 宗 化 工 原 料 和 能 源 的 短 缺 与 高 价, 已 经 成 为 我 国 工 业 经 济 发 展 的 制 约 性 因 素 寻 求 可 再 生 的 能 源 与 化 学 品, 减 少 对 石 油 资 源 的 依 赖, 已 经 成 为 我 国 经 济 发 展 的 迫 切 需 求 同 时, 我 国 工 业 的 能 耗 物 耗 与 环 境 污 染 物 排 放 水 平 居 高 不 下, 严 重 制 约 着 我 国 工 业 经 济 的 可 持 续 发 展 用 于 生 物 制 造 的 可 再 生 生 物 质 资 源 包 括 糖 油 脂 非 粮 生 物 质 有 机 废 弃 物, 甚 至 以 工 业 废 气 二 氧 化 碳 (CO2) 等 为 原 料, 生 产 一 系 列 能 源 与 化 工 产 品, 生 产 与 石 油 炼 制 类 似 的 基 本 化 工 原 料 溶 剂 表 面 活 性 剂 化 学 中 间 体 以 及 塑 料 尼 龙 橡 胶 等 高 分 子 材 料 理 论 上 90% 的 传 统 石 油 化 工 产 品 都 可 以 由 生 物 制 造 获 得, 是 石 油 替 代 战 略 中 的 一 个 重 要 突 破 口 发 展 生 物 制 造, 以 微 生 物 细 胞 工 厂 构 建 石 油 化 工 产 品 的 合 成 通 道, 以 生 物 可 再 生 资 源 替 代 化 石 资 源 的 工 业 原 料 路 线, 加 大 绿 色 低 碳 可 再 生 的 生 物 能 源 与 生 物 基 化 学 品 比 重, 有 助 于 重 组 我 国 石 油 化 工 原 料 结 构 降 低 石 油 资 源 依 赖 减 少 CO2 排 放 实 现 低 碳 经 济 与 工 业 可 持 续 发 展 同 时 利 用 工 业 废 弃 物 城 市 和 农 村 生 活 垃 圾 等 为 原 料, 可 实 现 废 物 资 源 化 生 态 环 境 友 好 协 调 发 展, 对 改 善 民 生 有 重 要 推 动 作 用 2.2.2 现 代 生 物 制 造 提 高 我 国 生 物 产 业 效 率 增 强 国 际 竞 争 力 7

目 前 我 国 主 要 传 统 生 物 技 术 产 品 的 年 产 值 高 达 6600 亿 元, 在 国 民 经 济 中 占 有 较 高 的 比 重, 但 存 在 着 高 生 产 成 本 高 资 源 消 耗 和 高 环 境 污 染 等 缺 陷 我 国 具 有 国 际 上 工 业 发 酵 产 业 中 的 所 有 主 要 产 业, 就 其 规 模 而 言, 某 些 产 业 在 世 界 上 占 有 举 足 轻 重 的 地 位, 并 在 生 物 基 化 学 品 生 物 基 材 料 酶 制 剂 大 宗 发 酵 产 品 精 细 化 学 品 等 领 域 已 经 掌 握 一 批 关 键 技 术, 但 整 体 上 与 世 界 先 进 水 平 相 比 仍 有 较 大 差 距 微 生 物 工 程 菌 与 新 型 酶 制 剂 的 开 发 产 业 化 和 工 业 规 模 应 用 明 显 落 后 于 国 外, 特 别 是 在 分 子 生 物 学 系 统 生 物 学 合 成 生 物 学 技 术 在 工 业 微 生 物 改 造 与 应 用 方 面 严 重 滞 后 ; 在 化 学 品 制 造 领 域, 则 基 本 停 留 在 利 用 传 统 发 酵 技 术 生 产 简 单 代 谢 物 的 低 端 技 术 水 平 上 ; 在 重 要 医 药 中 间 体 精 细 化 学 品 手 性 药 物 等 未 来 生 物 制 造 高 端 产 品 研 发 上 落 后 于 发 达 国 家 10 年 以 上, 由 此 导 致 我 国 企 业 利 润 率 低 于 国 外 企 业 的 2-4 倍, 在 全 球 经 济 竞 争 中 存 在 着 巨 大 的 风 险, 迫 切 需 要 基 于 微 生 物 基 因 组 与 系 统 生 物 学 合 成 生 物 学 为 基 础 的 现 代 生 物 制 造 技 术, 提 高 产 业 技 术 水 平, 增 强 国 际 竞 争 力 2.2.3 生 物 制 造 产 业 规 模 稳 步 增 长 十 一 五 期 间, 我 国 生 物 制 造 产 业 一 直 呈 高 速 增 长 态 势, 在 多 个 方 面 取 得 重 要 进 展 其 中 大 宗 发 酵 产 品 中 的 味 精 柠 檬 酸 赖 氨 酸 等 产 品 的 产 量 和 贸 易 量 位 居 世 界 前 列, 在 国 际 上 占 有 举 足 轻 重 的 地 位 目 前, 我 国 从 事 生 物 制 造 的 企 业 有 5000 多 家, 涉 及 到 发 酵 工 业 石 油 化 工 医 药 化 工 精 细 化 工 采 矿 工 业 纺 织 工 业 食 品 工 业 造 纸 制 革 等 工 业 近 年 来, 我 国 生 物 制 造 产 业 领 域 与 规 模 不 断 扩 大, 已 经 形 成 国 民 经 济 新 增 长 点, 其 中, 氨 基 酸 维 生 素 有 机 酸 等 大 宗 发 酵 产 品 规 模 稳 居 全 球 第 一, 产 值 超 过 1000 亿 元 ; 乙 二 醇 丁 醇 乙 烯 等 实 现 生 物 法 制 造, 生 物 塑 料 生 化 纤 维 等 新 材 料 生 物 法 生 产 初 具 规 模 ; 泛 酸 丙 烯 酰 胺 乳 链 菌 肽 等 占 据 世 界 市 场 50-70%, 原 料 消 耗 废 物 排 放 量 等 减 少 50% 以 上 ; 生 物 制 浆 工 艺 已 累 计 生 产 纸 浆 100 余 万 吨, 减 少 氯 用 量 1.2 万 吨 但 是, 与 国 外 相 比, 从 总 体 的 产 品 结 构 上 看, 我 国 仍 然 以 传 统 发 酵 产 品 为 主, 精 细 化 学 品 处 于 快 速 起 步 阶 段, 大 宗 化 工 原 料 尚 处 于 启 动 阶 段 从 产 业 规 模 上 看, 目 前 我 国 产 值 较 高 的 生 物 制 造 企 业 均 属 传 统 发 酵 和 几 大 酶 制 剂 公 司, 而 在 化 学 品 领 域 企 业 规 模 均 以 中 小 企 业 为 主 8

5 图 1 我 国 生 物 制 造 产 业 发 展 情 况 2.2.4 我 国 生 物 制 造 技 术 创 新 能 力 逐 步 加 强 我 国 生 物 制 造 技 术 领 域 积 累 了 较 好 的 创 新 基 础, 例 如 我 国 发 酵 行 业 已 经 建 立 了 四 个 国 家 级 工 程 研 究 中 心, 先 后 认 定 了 六 个 行 业 专 项 技 术 研 究 中 心, 并 与 高 等 院 校 科 研 院 所 联 合 建 立 了 两 个 行 业 技 术 研 究 中 心 在 此 背 景 下, 基 因 工 程 细 胞 工 程 酶 工 程 发 酵 工 程 等 技 术 正 在 普 遍 应 用, 推 动 着 微 生 物 发 酵 产 业 发 展 ; 现 代 工 业 生 物 催 化 与 生 物 转 化 技 术 快 速 发 展, 生 物 法 制 备 医 药 中 间 体, 如 酶 法 拆 分 制 备 光 学 纯 2- 芳 基 丙 酸 酯 2- 辛 醇 S-α- 腈 基 间 苯 氧 基 苄 醇 等, 已 基 本 具 备 商 业 化 开 发 前 景 长 链 二 元 酸 丙 烯 酰 胺 羟 基 乙 酸 等 大 宗 化 学 品 的 生 物 催 化 技 术 已 经 或 即 将 实 现 规 模 化 应 用 ; 新 的 生 物 加 工 技 术 已 初 步 形 成, 生 物 造 纸 生 物 纺 织 生 物 制 革 技 术 已 有 小 规 模 示 范 2.2.5 我 国 生 物 制 造 产 品 的 国 内 外 竞 争 力 分 析 我 国 生 物 制 造 业 已 经 进 入 工 业 化 阶 段, 正 在 形 成 产 业, 其 领 域 与 规 模 不 断 扩 大, 已 经 形 成 国 民 经 济 新 增 长 点 其 中, 氨 基 酸 维 生 素 有 机 酸 等 大 宗 发 酵 产 品 规 模 稳 居 全 球 第 一 ; 乙 二 醇 丁 醇 乙 烯 等 实 现 生 物 法 制 造 ; 生 物 塑 料 生 化 纤 维 等 新 材 料 生 物 法 生 产 初 具 规 模 ; 泛 酸 丙 烯 酰 胺 乳 链 菌 肽 等 占 据 世 界 市 场 50%~70% 传 统 发 酵 产 品 : 我 国 酱 油 醋 啤 酒 白 酒 等 传 统 发 酵 食 品 饮 料 的 企 业 竞 争 力 较 强, 形 成 了 一 批 高 档 白 酒 企 业 等 5 数 据 来 源 : 我 国 生 物 产 业 系 统 性 融 资 规 划 9

大 宗 发 酵 产 品 : 目 前, 氨 基 酸 工 业 发 展 较 快 的 国 家 有 日 本 美 国 和 中 国, 近 几 年, 西 欧 德 国 和 亚 洲 一 些 国 家 也 加 快 了 发 展, 如 印 度 尼 西 亚, 韩 国 的 谷 氨 酸 钠 和 赖 氨 酸 也 大 量 出 口 我 国 自 上 世 纪 20 年 代 起 开 始 生 产 谷 氨 酸, 产 量 居 世 界 第 一, 主 要 生 产 企 业 有 : 山 东 阜 丰 河 北 梅 花 味 精 河 南 莲 花 集 团 等 赖 氨 酸 有 第 一 限 制 性 氨 基 酸 之 称, 主 要 用 于 动 物 饲 料, 药 物 和 食 品 产 品 的 原 料 我 国 构 建 的 新 型 赖 氨 酸 菌 种 申 请 了 美 国 专 利 ; 采 用 定 向 分 子 进 化 的 手 段, 大 幅 提 高 色 氨 酸 和 组 氨 酸 的 生 产 水 平 我 国 的 工 业 酶 制 剂 产 业 起 步 较 晚, 但 在 近 年 来 得 到 了 快 速 发 展, 生 产 能 力 不 断 扩 大, 出 口 企 业 不 断 增 加, 形 成 了 山 东 隆 大 武 汉 新 华 杨 湖 南 鸿 鹰 祥 湖 南 尤 特 尔 青 岛 康 地 恩 等 较 大 的 酶 制 剂 企 业, 以 及 出 口 数 量 较 多 的 外 资 企 业 ( 天 津 诺 维 信 公 司 和 无 锡 杰 能 科 公 司 ) 目 前, 国 内 酶 制 剂 企 业 所 生 产 的 酶 制 剂 主 要 品 种 为 : 糖 化 酶 淀 粉 酶 纤 维 素 酶 蛋 白 酶 植 酸 酶 半 纤 维 素 酶 果 胶 酶 饲 用 复 合 酶 啤 酒 复 合 酶 等 九 大 酶 系 列, 其 中 糖 化 酶 淀 粉 酶 植 酸 酶 产 量 过 万 吨, 而 出 口 的 品 种 主 要 有 耐 高 温 α- 淀 粉 酶 中 温 α- 淀 粉 酶 糖 化 酶 植 酸 酶 复 合 和 专 用 酶 制 剂 等 纤 维 素 酶 半 纤 维 素 酶 和 果 胶 酶 虽 然 目 前 所 占 比 例 还 比 较 小, 但 增 长 较 快 但 是, 总 的 来 看, 与 国 际 先 进 水 平 相 比, 我 国 酶 制 剂 工 业 还 有 一 倍 以 上 的 潜 力, 带 动 的 相 关 工 业 产 值 将 达 上 千 亿 元 生 物 催 化 的 生 化 产 品 : 我 国 开 展 了 多 拉 菌 素 尼 莫 克 丁 脱 落 酸 宁 南 霉 素 捷 安 肽 素 新 奥 霉 素 等 一 系 列 抗 生 素 的 生 物 制 造 研 究 建 立 了 除 虫 链 霉 菌 的 高 效 基 因 组 遗 传 操 作 系 统, 开 发 了 除 虫 链 霉 菌 的 基 因 组 工 程 技 术, 将 多 拉 菌 素 的 发 酵 水 平 提 高 了 20 多 倍, 在 海 正 药 业 中 实 现 工 业 化 生 产 ; 开 发 了 高 效 的 微 生 物 菌 种 筛 选 和 组 合 基 因 定 向 改 良 菌 种 技 术, 将 脱 落 酸 的 生 产 能 力 提 高 50%, 生 产 成 本 降 低 50%, 已 建 立 世 界 上 第 一 条 生 物 法 发 酵 生 产 脱 落 酸 的 工 艺 ( 年 产 6 吨 ); 阐 明 了 杰 多 霉 素 尼 可 霉 素 多 氧 霉 素 的 调 控 机 理 ; 获 得 了 阿 维 菌 素 产 量 大 幅 提 高 的 工 程 菌 ; 成 功 开 发 出 雷 帕 霉 素 金 核 霉 素 等 新 型 抗 生 素 的 生 产 技 术 我 国 开 发 了 固 定 化 酶 法 生 产 D- 对 羟 基 苯 甘 氨 酸 的 技 术, 在 浙 江 中 科 鸿 安 生 物 工 程 有 限 公 司 投 产 ; 开 发 了 酶 法 合 成 新 型 医 药 中 间 体 D-7ACA 技 术, 使 对 应 头 孢 菌 素 产 品 价 格 降 低 30%~40%, 在 哈 药 集 团 制 药 总 厂 实 现 生 产 ; 完 成 了 固 定 化 酶 法 生 产 抗 流 感 药 物 扎 那 米 韦 关 键 中 间 体 N- 乙 酰 -D- 神 经 氨 酸 的 生 产 技 术, 长 兴 制 药 有 限 公 司 因 此 成 为 全 国 最 大 的 N- 乙 酰 -D- 神 经 氨 酸 生 产 企 业 ; 九 孚 生 化 实 现 了 生 物 酶 法 生 产 D- 缬 氨 酸 技 术 和 生 物 转 化 生 产 6- 羟 基 烟 酸 的 技 术 我 国 建 立 了 丙 酮 丁 醇 梭 菌 的 新 型 基 因 敲 除 系 统, 构 建 了 一 系 列 具 有 优 良 表 型 的 工 程 菌 株, 丁 醇 比 例 达 到 90%; 开 发 了 利 用 非 粮 发 酵 廉 价 原 料 木 薯 发 酵 生 产 丙 10

酮 丁 醇 的 技 术, 进 一 步 降 低 了 生 产 成 本, 目 前 已 将 优 良 菌 株 转 让 给 河 南 天 冠 集 团 吉 安 新 能 源 公 司 江 苏 联 海 和 江 苏 联 化 公 司 ; 开 发 了 细 菌 素 - 乳 链 菌 肽 Z 发 酵 生 产 的 核 心 技 术, 通 过 与 企 业 合 作, 成 功 实 现 了 乳 链 菌 肽 Z 的 产 业 化, 生 产 规 模 与 市 场 占 有 率 均 位 居 全 球 第 一 生 物 基 材 料 : 目 前, 国 内 外 已 有 不 少 淀 粉 基 材 料 产 品 生 产 我 国 开 发 出 高 效 生 产 长 链 二 元 酸 的 微 生 物 菌 种, 其 生 产 成 本 比 化 工 法 低 30%, 环 境 污 染 小, 综 合 能 耗 低 20%, 综 合 收 率 高 10%, 在 山 东 瀚 霖 生 物 技 术 有 限 公 司 实 现 了 产 业 化 ; 建 立 了 一 套 聚 合 级 L- 乳 酸 的 高 效 生 产 技 术, 乳 酸 纯 度 和 质 量 达 到 聚 合 要 求, 填 补 了 我 国 自 主 开 发 聚 合 级 手 性 乳 酸 的 空 白 ;PHBV 生 产 技 术 达 到 目 前 国 际 上 PHBV 生 产 指 标 和 产 能 的 最 高 水 平, 在 宁 波 天 安 生 物 材 料 有 限 公 司 实 现 生 产 ; 首 次 建 立 了 绿 色 低 成 本 可 持 续 发 展 的 异 戊 二 烯 生 物 合 成 途 径, 优 化 了 生 物 异 戊 二 烯 的 生 产 工 艺 表 2 世 界 几 个 主 要 国 家 生 物 降 解 塑 料 的 生 产 概 况 种 类 生 产 公 司 商 品 名 称 生 产 能 力 /t.a-1 美 国 Warner-Lambert 公 司 Novon 塑 料 45,000 国 意 大 利 Novonmont Mater-Bi 塑 料 20,000 淀 粉 基 外 德 国 Biotec Bioplast 塑 料 12,000 武 汉 华 丽 PSM 20,000 广 东 上 九 10,000 塑 料 PLA 国 内 国 外 国 内 天 津 丹 海 股 份 有 限 公 司 生 态 利 30,000 南 京 比 澳 格 3000 浙 江 华 发 10,000 成 都 新 柯 力 新 柯 力 3000 美 国 Nature Works Nature Works 8000~140,000 日 本 三 井 化 学 LACEA 500 日 本 岛 津 制 作 所 300 浙 江 海 正 生 物 材 料 股 份 有 限 公 司 5000 上 海 同 杰 良 生 物 材 料 有 限 公 司 江 苏 九 鼎 集 团 待 建 11

PBS 国 外 国 日 本 昭 和 高 分 子 公 司 美 国 Eastman Chemical 杭 州 鑫 富 药 业 有 限 公 司 3000 内 安 徽 安 庆 和 兴 化 工 公 司 10,000 2.2.6 我 国 生 物 制 造 的 企 业 格 局 分 析 十 一 五 时 期, 在 国 家 相 关 产 业 政 策 的 指 引 下, 我 国 发 酵 行 业 企 业 布 局 发 生 了 变 化, 已 经 从 中 小 企 业 为 主 体 转 变 为 大 企 业 大 集 团 为 主 导 地 位 的 格 局 目 前, 我 国 已 经 拥 有 玉 米 综 合 加 工 能 力 亚 洲 第 一 世 界 第 三 的 大 企 业 受 原 料 供 应 环 境 保 护 和 生 产 成 本 等 因 素 的 影 响, 发 酵 工 业 的 产 业 布 局 由 沿 海 港 口 等 经 济 发 达 地 区 向 原 料 产 地 转 移 的 趋 势 明 显 山 东 东 北 三 省 内 蒙 古 河 北 河 南 和 安 徽 等 8 个 玉 米 产 区 深 加 工 消 耗 玉 米 量 占 全 国 深 加 工 玉 米 消 耗 总 量 的 80% 以 上, 味 精 柠 檬 酸 赖 氨 酸 乳 酸 淀 粉 糖 ( 醇 ) 行 业 主 要 分 布 在 这 些 地 区 ; 同 时 以 禹 城 - 功 能 糖 城 昌 乐 - 柠 檬 酸 特 色 区 域 为 代 表 的 产 业 集 群 正 在 逐 步 兴 起, 成 为 新 的 增 长 点 目 前, 我 国 酵 母 行 业 主 要 分 布 在 湖 北 广 东 广 西 安 徽 等 地 区 ; 酶 制 剂 行 业 主 要 分 布 在 江 苏 湖 南 湖 北 山 东 等 地 区 ; 此 外, 宁 夏 甘 肃 等 西 北 地 区 也 有 发 酵 行 业 企 业 的 分 布 十 一 五 时 期, 生 物 制 造 产 业 的 资 源 综 合 利 用 水 平 高 产 业 链 长 环 保 设 施 好 具 有 高 附 加 值 产 品 的 企 业 在 市 场 中 占 有 优 势, 经 过 多 年 的 市 场 竞 争 和 行 业 协 会 的 有 效 引 导, 行 业 的 产 业 结 构 得 到 有 效 调 整, 企 业 的 竞 争 力 增 强, 产 业 的 集 中 度 大 大 提 高 6 表 3 我 国 生 物 制 造 部 分 产 品 集 中 度 的 变 化 发 酵 产 品 2006 2007 2008 2009 2010 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 味 精 105 1.9 95 1.86 92 1.83 90 1.75 85 1.69 柠 檬 酸 57 7.32 31 6.43 28 6.12 26 5.37 25 5.10 淀 粉 糖 14 0.80 11 0.70 10 0.64 9 0.58 8 0.55 6 数 据 来 源 : 中 国 发 酵 工 业 协 会 12

酶 制 剂 11 2.00 10 1.95 9 1.90 8 1.89 7.9 1.82 酵 母 90 1.98 83 1.95 78 1.93 73 1.91 70 1.85 7 表 4 全 国 生 物 制 造 行 业 龙 头 企 业 列 表 企 业 名 称 主 要 产 品 2009 年 营 业 收 入 ( 亿 元 ) 长 春 大 成 实 业 集 团 有 限 公 司 赖 氨 酸 化 工 醇 苏 氨 酸 谷 氨 酸 等 260.00 西 王 集 团 有 限 公 司 结 晶 葡 萄 糖 结 晶 果 糖 151.61 诸 城 兴 贸 玉 米 开 发 有 限 公 司 淀 粉 变 性 淀 粉 高 麦 芽 糖 浆 肌 醇 46.14 结 晶 葡 萄 糖 玉 米 蛋 白 粉 蛋 白 饲 料 糊 精 谷 氨 酸 等 梅 花 生 物 科 技 集 团 股 份 有 限 味 精 ( 谷 氨 酸 钠 ) 淀 粉 37.90 公 司 河 南 天 冠 企 业 集 团 有 限 公 司 燃 料 乙 醇 谷 朊 粉 37.11 南 宁 糖 业 股 份 有 限 公 司 糖 业 生 产 28.67 菱 花 集 团 有 限 公 司 谷 氨 酰 胺 赖 氨 酸 28.51 山 东 雪 花 生 物 化 工 有 限 公 司 谷 氨 酸 化 合 肥 26.52 河 南 莲 花 味 精 股 份 有 限 公 司 味 精 复 合 肥 副 产 品 面 粉 谷 朊 粉 24.26 山 东 省 鲁 洲 食 品 集 团 有 限 公 农 产 品 深 加 19.05 司 金 沂 蒙 集 团 有 限 公 司 醋 酸 酯 有 机 醛 类 复 合 化 肥 发 酵 醇 类 17.99 秦 皇 岛 骊 骅 淀 粉 股 份 有 限 公 玉 米 淀 粉 口 服 葡 萄 糖 山 梨 醇 17.60 司 7 数 据 来 源 : 我 国 生 物 产 业 系 统 性 融 资 规 划 13

河 南 金 丹 乳 酸 有 限 公 司 乳 酸 及 系 列 产 品 16.02 梅 河 口 市 阜 康 酒 精 有 限 责 任 食 用 酒 精 14.26 公 司 青 岛 琅 琊 台 集 团 股 份 有 限 公 司 蒸 馏 酒 配 制 酒 发 酵 酒 果 汁 饮 料 食 用 酒 精 14.24 天 成 玉 米 开 发 有 限 公 司 玉 米 淀 粉 玉 米 色 拉 油 等 13.86 广 东 肇 庆 星 湖 生 物 科 技 股 份 呈 味 核 苷 酸 二 钠 肌 苷 饲 料 添 加 剂 13.66 有 限 公 司 日 照 鲁 信 金 禾 生 化 有 限 公 司 柠 檬 酸 及 其 盐 类 13.28 山 东 禹 王 实 业 有 限 公 司 大 豆 分 离 蛋 白 大 豆 乳 品 蛋 白 13.07 黄 龙 食 品 工 业 有 限 公 司 玉 米 淀 粉 玉 米 蛋 白 饲 料 玉 米 麸 质 饲 料 玉 米 油 淀 粉 糖 浆 等 13.05 2.2.7 我 国 生 物 制 造 未 来 发 展 方 向 以 石 油 为 代 表 的 化 石 资 源 日 益 短 缺 和 价 格 飞 涨, 对 我 国 的 社 会 和 经 济 发 展 构 成 了 严 重 威 胁, 开 发 生 物 质 资 源 替 代 石 油 资 源 以 及 生 物 基 化 学 品 是 一 项 必 然 选 择 生 物 制 造 的 进 步, 特 别 是 基 因 工 程 技 术 代 谢 工 程 技 术 生 物 催 化 剂 的 快 速 改 造 技 术 生 物 转 化 的 过 程 耦 合 技 术 等 的 成 熟, 将 可 构 造 微 生 物 新 的 合 成 途 径, 大 大 提 高 物 质 转 化 效 率, 从 而 有 利 于 我 国 化 工 等 行 业 摆 脱 能 耗 高 物 耗 高 污 染 大 的 困 境, 加 快 我 国 工 业 产 业 结 构 的 调 整, 促 进 生 物 基 化 学 品 制 造 技 术 的 进 步, 提 升 国 际 竞 争 力, 实 现 相 关 生 物 基 化 学 品 制 造 产 业 的 跨 越 式 发 展 同 时, 作 为 一 个 负 责 任 的 大 国, 为 了 应 对 全 球 气 候 变 化 的 严 重 问 题, 中 国 政 府 承 诺 到 2020 年 单 位 国 内 生 产 总 值 二 氧 化 碳 排 放 比 2005 年 下 降 40%~45% 为 了 实 现 这 一 宏 伟 而 艰 巨 的 减 排 目 标, 我 国 急 需 大 力 发 展 生 物 制 造, 全 面 建 设 生 物 经 济 目 前, 生 物 制 造 在 世 界 范 围 仍 然 处 于 初 步 发 展 阶 段, 十 二 五 期 间, 随 着 国 家 节 能 减 排 工 作 力 度 加 大, 经 济 发 展 方 式 加 快 转 变, 生 物 制 造 将 成 为 生 物 产 业 中 的 重 要 产 业, 促 进 我 国 从 生 物 制 造 大 国 向 强 国 转 变, 以 生 物 催 化 剂 来 取 代 化 学 催 化 剂 的 工 艺 路 线 替 代, 实 现 节 能 减 排 ; 以 生 物 可 再 生 资 源 取 代 化 石 资 源 的 工 业 原 料 路 线 替 代, 实 现 低 碳 经 济 与 工 业 可 持 续 发 展 ; 以 现 代 生 物 技 术 提 升 传 统 生 物 发 酵 技 术 产 业, 实 现 产 业 结 构 调 整 与 竞 争 力 的 提 升 14

为 此, 我 国 生 物 制 造 需 要 提 高 酶 工 程 发 酵 工 程 等 生 物 技 术 水 平, 加 快 微 生 物 和 酶 制 剂 对 传 统 化 学 制 造 过 程 的 改 造, 显 著 降 低 医 药 化 工 食 品 饲 料 纺 织 造 纸 等 工 业 的 能 耗 和 污 染 水 平 ; 提 高 纤 维 素 酶 半 纤 维 素 酶 等 的 技 术 水 平 和 产 量, 在 造 纸 纺 织 等 工 业 中 进 行 示 范 应 用 ; 开 发 新 型 酶 制 剂, 发 展 生 物 漂 白 生 物 制 浆 生 物 制 革 和 生 物 脱 硫 等 绿 色 生 产 工 艺, 加 快 推 广 应 用 2.2.8 我 国 生 物 制 造 产 业 发 展 的 瓶 颈 问 题 分 析 尽 管 我 国 生 物 制 造 产 业 得 到 了 快 速 发 展, 目 前 也 还 存 在 不 少 问 题 我 国 生 物 制 造 技 术 目 前 仍 停 留 在 模 仿 和 跟 随 发 达 国 家 的 低 层 次 水 平, 自 主 创 新 能 力 不 强, 产 业 结 构 有 待 完 善, 尚 未 形 成 重 大 的 产 业 链 等 诸 多 问 题 2.2.8.1 产 业 链 不 健 全 例 如, 在 生 物 制 造 领 域, 大 学 研 究 所 和 企 业 对 基 因 组 和 复 杂 细 胞 过 程 的 基 础 生 物 学 研 究 获 得 了 一 些 具 有 商 业 潜 力 的 成 果 这 些 成 果 可 能 对 所 有 领 域 都 有 价 值, 也 可 能 只 对 某 项 特 定 的 应 用 才 有 价 值, 但 我 国 生 物 制 造 领 域 的 产 学 研 衔 接 还 有 待 完 善 又 如, 生 物 制 造 产 品 尤 其 是 大 宗 生 物 制 造 品 对 资 源 和 环 境 领 域 存 在 依 赖 性, 主 要 表 现 为 原 料 利 用 率 不 高, 废 弃 物 排 放 量 较 大, 资 源 综 合 利 用 深 度 不 够 和 副 产 品 附 加 值 较 低, 对 生 产 原 料 品 质 改 良 产 品 后 续 应 用 技 术 等 重 视 不 够, 未 能 形 成 功 能 配 套 的 完 善 的 产 业 链 条 体 系 2.2.8.2 产 品 结 构 不 合 理 我 国 生 物 制 造 产 品 结 构 不 合 理, 以 酶 制 剂 为 例, 目 前 全 球 生 产 酶 制 剂 有 60 余 种 产 品, 达 到 工 业 化 规 模 的 有 20 余 个 系 列 而 我 国 仍 以 糖 化 酶 淀 粉 酶 蛋 白 酶 等 传 统 酶 种 为 主, 缺 少 自 主 知 识 产 权 的 产 品, 特 别 是 新 的 高 端 酶 制 剂 品 种 很 少, 结 构 明 显 不 合 理 由 于 品 种 单 一 和 恶 性 竞 争, 导 致 行 业 经 济 效 益 较 差, 缺 乏 发 展 后 劲 此 外, 目 前 国 际 上 复 合 酶 成 为 酶 制 剂 的 主 流, 其 附 加 值 也 更 高 由 于 复 合 酶 的 开 发 必 须 要 以 酶 制 剂 的 生 产 和 应 用 的 综 合 技 术 实 力 为 背 景, 而 国 内 大 部 分 酶 制 剂 企 业 在 这 一 方 面 尚 缺 乏 强 的 竞 争 实 力, 所 以 表 现 在 大 多 数 产 品 仍 以 单 一 酶 为 主, 技 术 含 量 和 附 加 值 较 低 再 者, 我 国 酶 制 剂 产 品 剂 型 单 一 的 矛 盾 比 较 突 出 在 国 际 上 大 力 发 展 液 剂 型 颗 粒 剂 型 产 品, 重 视 固 定 化 酶 发 展 的 大 趋 势 下, 我 国 由 于 提 取 的 技 术 工 艺 和 装 备 水 平 相 对 落 后, 酶 制 剂 产 品 依 然 以 粗 酶 为 主, 杂 质 多, 质 量 参 差 不 齐, 其 应 用 受 到 很 大 限 制 2.2.8.3 技 术 工 艺 和 装 备 水 平 相 对 落 后 15

我 国 生 物 制 造 生 产 大 多 采 用 较 传 统 的 发 酵 技 术 分 离 提 取 技 术 和 制 剂 制 备 技 术, 而 国 外 生 物 制 造 的 生 产, 已 经 广 泛 应 用 基 因 工 程 和 蛋 白 质 工 程 人 工 合 成 和 模 拟 定 向 化 改 造 等 技 术, 其 中 以 基 因 工 程 技 术 和 蛋 白 质 工 程 技 术 为 主 的 高 科 技 成 果 在 生 物 制 造 领 域 已 实 现 产 业 化, 带 来 生 物 制 造 产 业 革 命 性 的 飞 跃, 推 动 了 世 界 生 物 制 造 工 业 的 发 展 我 国 在 这 个 领 域 还 很 薄 弱, 自 主 创 新 的 生 物 制 造 应 用 技 术 落 后 于 国 内 相 关 加 工 业 的 快 速 发 展, 成 为 国 产 生 物 制 造 进 一 步 扩 大 市 场 的 瓶 颈 因 素 在 后 提 取 技 术 上, 例 如, 我 国 的 一 些 酶 制 剂 企 业 还 在 沿 用 多 年 的 硫 酸 铵 盐 析 工 艺 或 发 酵 液 直 接 喷 粉 干 燥 等 落 后 工 艺, 不 仅 影 响 到 产 品 质 量, 还 带 来 了 较 大 的 环 境 污 染 问 题 2.2.8.4 研 发 投 入 和 创 新 能 力 总 体 仍 显 不 足 生 物 制 造 行 业 属 于 技 术 密 集 型 产 业, 需 要 大 量 的 研 发 投 入, 国 外 生 物 制 造 企 业 ( 如 诺 维 信 杜 邦 等 ) 的 研 发 投 入 一 般 占 总 销 售 额 的 10% 以 上, 高 的 将 近 15% 而 我 国 目 前 企 业 研 发 投 入 普 遍 不 足 销 售 收 入 的 5%, 由 于 企 业 规 模 普 遍 较 小, 很 多 企 业 每 年 研 发 投 入 的 资 金 总 量 累 计 不 足 1 亿 元 人 民 币, 与 国 外 生 物 制 造 企 业 的 投 入 差 别 较 大, 如 诺 维 信 近 三 年 的 研 发 投 入 始 终 维 持 在 销 售 收 入 的 13% 以 上, 2010 年 研 发 投 入 折 合 人 民 币 约 为 16.9 亿 研 发 投 入 的 不 足, 导 致 我 国 生 物 制 造 企 业 技 术 储 备 薄 弱, 可 持 续 发 展 面 临 巨 大 挑 战 2.2.8.5 应 用 的 深 度 和 广 度 不 够 应 用 的 深 度 和 广 度 体 现 在 应 用 技 术 和 应 用 范 围 两 方 面 例 如, 在 国 外 一 些 发 达 国 家 的 酶 制 剂 公 司, 根 据 生 产 的 品 种 相 应 建 立 有 应 用 车 间, 有 一 批 专 业 人 员 研 究 应 用 技 术, 根 据 原 料 工 艺 和 装 备 的 情 况, 通 过 试 验 提 出 相 应 的 解 决 方 案 或 将 应 用 单 位 请 来 观 看 应 用 试 验, 或 到 应 用 厂 家 现 场 服 务, 有 一 整 套 应 用 技 术 文 件 国 内 在 这 方 面 力 度 不 够, 企 业 不 注 重 后 续 应 用 技 术 研 究, 限 制 市 场 的 进 一 步 拓 展 16

第 三 章 产 品 领 域 3.1 生 物 基 化 学 品 生 物 基 化 学 品 是 指 以 农 业 废 弃 物 植 物 基 淀 粉 和 木 质 纤 维 素 材 料 为 原 料, 采 用 生 物 炼 制 的 方 法 生 产 的 化 学 品 与 利 用 化 石 能 源 生 产 的 化 学 品 相 比, 生 物 基 化 学 品 具 有 原 料 可 持 续 获 取 环 境 友 好 等 特 点, 因 而 在 化 石 燃 料 资 源 的 不 断 耗 竭 全 球 气 候 变 暖 的 背 景 下, 日 益 受 到 人 们 的 关 注 在 多 年 的 不 断 研 发 之 后, 尤 其 是 近 年 来 生 物 技 术 突 飞 猛 进 的 背 景 下, 生 物 基 化 学 品 的 生 产 不 断 取 得 进 步, 生 产 成 本 有 所 降 低, 产 品 性 能 有 所 提 高, 因 而 市 场 竞 争 力 不 断 增 强 尽 管 生 物 基 化 学 品 的 产 量 当 前 占 全 球 化 学 品 产 量 的 1%, 但 清 洁 能 源 技 术 公 司 新 西 兰 LanzaTech 公 司 曾 预 测,2020 年 全 球 生 物 基 化 学 品 将 占 全 球 化 学 品 总 产 量 的 9% 在 这 一 背 景 下, 开 发 生 物 塑 料 生 物 橡 胶 等 化 学 品, 已 成 为 各 国 占 领 未 来 全 球 化 学 品 竞 争 高 地 的 战 略 决 策 3.1.1 全 球 生 物 基 化 学 总 体 发 展 态 势 目 前, 全 球 主 要 的 化 学 品 多 以 石 油 天 然 气 和 煤 作 为 原 料 加 以 生 产 与 之 对 比, 为 了 扩 大 生 物 基 化 学 品 所 占 份 额, 目 前 最 常 用 的 生 物 精 炼 过 程 是 利 用 生 物 技 术 生 产 化 合 物 中 间 体, 再 在 不 同 的 炼 制 平 台 进 行 生 产, 然 后 再 合 成 最 终 产 物 其 中, 可 利 用 生 物 技 术 生 产 的 基 础 化 合 物 主 要 有 是 2-6 个 碳 原 子 的 烷 烃 化 合 物 和 氨 基 酸, 不 同 精 炼 平 台 可 用 于 生 产 不 同 的 生 物 基 化 学 品 产 品 在 这 些 化 学 品 中, 最 有 发 展 潜 力 的 化 学 品 有 琥 珀 酸 呋 喃 系 列 化 合 物 乙 醛 甘 油 及 衍 生 物 山 梨 糖 醇 木 糖 醇 乙 酰 丙 酸 等 从 长 远 来 看, 到 2050 年, 生 物 基 化 学 品 产 量 可 达 到 1.13 亿 吨, 约 占 有 机 化 学 品 市 场 的 38%; 据 保 守 估 计, 到 2050 年, 生 物 基 化 学 品 产 量 仍 可 达 到 2600 万 吨 ; 从 短 期 看, 至 2015 年, 一 批 生 物 炼 制 的 化 学 品 可 规 模 生 产 在 聚 合 物 中, 市 场 增 长 最 快 的 将 是 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 (PHA) 聚 乳 酸 (PLA) 和 生 物 乙 烯 等 用 于 生 产 生 物 塑 料 的 化 学 品 表 5 生 物 技 术 有 可 能 生 产 的 基 础 化 合 物 列 表 酸 类 与 醇 类 氨 基 酸 类 化 合 物 名 称 生 产 工 艺 化 合 物 名 称 生 产 工 艺 化 合 物 名 称 生 产 工 艺 C2 乙 醇 发 酵 C5 衣 康 酸 发 酵 L- 丙 氨 酸 发 酵 乙 酸 化 学 生 产 谷 氨 酸 发 酵 L- 谷 氨 酸 盐 发 酵 水 和 乙 醛 酸 化 学 生 产 L- 组 氨 酸 发 酵 草 酸 化 学 生 产 L- 羟 脯 氨 酸 酶 催 化 17

C3 乳 酸 发 酵 C6 柠 檬 酸 发 酵 L- 异 亮 氨 酸 发 酵 3- 羟 基 丙 酸 化 学 生 产 / 阿 康 酸 发 酵 L- 亮 氨 酸 发 酵 发 酵 丙 三 醇 化 学 生 产 / 顺, 顺 - 粘 康 酸 发 酵 L- 脯 氨 酸 酶 催 化 酶 催 化 1,2- 丙 二 醇 化 学 生 产 / 发 酵 葡 糖 酸 化 学 生 产 / 发 酵 L- 丝 氨 酸 发 酵 1,3- 丙 二 醇 化 学 生 产 / 曲 酸 发 酵 L- 缬 氨 酸 发 酵 丙 酸 发 酵 化 学 生 产 己 二 酸 化 学 生 产 L- 精 氨 酸 发 酵 丙 酮 化 学 生 产 L- 色 氨 基 酸 发 酵 C4 富 马 酸 发 酵 L- 天 冬 氨 酸 盐 发 酵 琥 珀 酸 化 学 生 产 / L- 苯 基 丙 氨 酸 发 酵 发 酵 苹 果 酸 化 学 生 产 / L- 苏 氨 酸 发 酵 酶 催 化 丁 酸 化 学 生 产 / L- 谷 氨 酸 盐 发 酵 发 酵 1- 丁 醇 化 学 生 产 L- 赖 氨 酸 发 酵 2,3- 丁 二 醇 化 学 生 产 1,4- 丁 二 醇 化 学 生 产 乙 偶 姻 化 学 生 产 / 发 酵 天 冬 氨 酸 发 酵 1,2,4- 丁 三 醇 化 学 生 产 表 6 美 国 能 源 部 评 估 的 最 具 潜 力 的 生 物 基 化 学 品 生 物 质 高 附 加 值 化 学 品 报 告 (2004 年 ) 生 物 精 炼 中 生 物 基 产 品 生 产 技 术 发 展 (2010 年 ) 1,4- 二 羧 基 酸 ( 琥 珀 酸 富 马 酸 和 苹 果 酸 ) 琥 珀 酸 2,5- 呋 喃 二 甲 酸 呋 喃 系 列 化 合 物 3- 羟 基 丙 酸 乙 醛 甘 油 山 梨 糖 醇 甘 油 及 衍 生 物 山 梨 糖 醇 18

木 糖 醇 乙 酰 丙 酸 天 门 冬 氨 酸 葡 糖 二 酸 谷 氨 酸 衣 康 酸 3- 羟 基 丁 内 酯 木 糖 醇 乙 酰 丙 酸 生 物 碳 氢 化 合 物 乳 酸 乙 醇 表 7 2015 年 生 物 聚 合 物 的 生 产 能 力 生 物 基 聚 合 物 产 量 ( 吨 / 年 ) 市 场 份 额 生 物 基 聚 乙 烯 450,000 26% 生 物 基 聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 醇 酯 290,000 17% 聚 乳 酸 216,000 13% 聚 羟 基 脂 肪 酸 147,100 9% 生 物 降 解 聚 酯 纤 维 143,500 8% 生 物 降 解 淀 粉 产 品 124,800 7% 生 物 基 聚 氯 乙 烯 120,000 7% 生 物 基 聚 酰 胺 75,000 5% 可 再 生 纤 维 素 材 料 36,000 2% 聚 乳 酸 混 合 物 35,000 2% 生 物 基 聚 丙 烯 30,000 2 生 物 基 聚 碳 酸 酯 20,000 1% 其 他 22,300 1% 合 计 1,709,700 100% 3.1.2 全 球 主 要 生 产 企 业 及 其 发 展 现 状 19

在 高 油 价 压 力 下, 化 工 企 业 也 在 寻 求 化 学 工 业 原 料 来 源 的 逐 步 多 元 化, 杜 邦 帝 斯 曼 陶 氏 化 学 嘉 吉 固 特 异 等 企 业 纷 纷 投 入 生 物 基 化 学 品 的 开 发, 尤 其 是 在 C3 化 学 品 ( 例 如 嘉 吉 公 司 旗 下 的 NatureWorks 公 司 重 点 开 发 聚 乳 酸 美 国 最 大 的 化 学 品 生 产 公 司 Braskem 重 点 开 发 聚 丙 烯 ADM 公 司 重 点 开 发 生 物 基 丙 二 醇 ) 方 面, 企 业 已 经 形 成 了 较 大 的 生 产 规 模 例 如,NatureWorks 公 司 从 2002 年 开 始 生 产 聚 乳 酸, 目 前 产 能 达 到 14 万 吨 以 上, 每 年 的 产 品 需 求 量 都 以 25-30% 稳 定 的 增 长, 其 公 司 在 美 国 的 工 厂 已 经 全 线 开 足 产 能, 并 于 2011 年 在 泰 国 开 始 建 设 第 二 个 生 产 基 地 目 前 全 球 企 业 在 C1 至 C6( 及 Cn) 的 生 物 基 化 学 品 生 产 布 局 现 状 如 下 表 8 全 球 主 要 生 物 基 化 学 品 生 产 公 司 及 发 展 现 状 C n 化 学 品 生 产 企 业 发 展 现 状 C 1 甲 醇 BioMCN,Chemrec 增 长 中 甲 酸 Maine BioProducts 筹 划 中 甲 烷 Many 增 长 中 合 成 气 BioMCN,Chemrec 增 长 中 C 2 乙 烯 Braskem,DOW/Mitsui, 松 原 吉 安 生 化 增 长 中 乙 酸 乙 酯 Zeachem 筹 划 中 乙 醇 Many 增 长 中 乙 醇 酸 Metabolic Explorer (Metex) 筹 划 中 乙 二 醇 India Glycols Ltd,Greencol Taiwan 增 长 中 乙 酸 Wacker 增 长 中 C 3 乳 酸 Purac,NatureWorks,Galactic,Henan Jindan,BBCA 增 长 中 丙 烯 酸 Cargill,Perstorp,OPXBio,DOW,Arkema 筹 划 中 丙 三 醇 Many 增 长 中 3- 羟 基 丙 酸 Cargill 筹 划 中 丙 烯 Braskem/Toyota Tsusho,Mitsubishi Chemical, Mitsui Chemicals 筹 划 中 表 氯 醇 Solvay,DOW 增 长 中 20

1,3- 丙 二 醇 DuPont/Tate & Lyle 增 长 中 正 丙 醇 Braskem 筹 划 中 乳 酸 乙 酯 Vertec BioSolvents 增 长 中 异 丙 醇 Genomatica,Mitsui Chemicals 筹 划 中 丙 二 醇 (1,2- 丙 二 ADM 增 长 中 醇 ) C 4 正 丁 醇 Cathay Industrial Biotech,Butamax,Butalco, 增 长 中 Cobalt/Rhodia 1,4- 丁 二 醇 Genomatica/M&G, Genomatica/Mitsubishi, Genomatica /Tate & Lyle 筹 划 中 异 丁 醇 Butamax,Gevo 增 长 中 异 丁 烯 Gevo/Lanxess 筹 划 中 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 Lucite/Mitsubishi Rayon,Evonik/Arkema 筹 划 中 琥 珀 酸 BioAmber, Myriant, BASF /Purac, Reverdia (DSM/Roquette),PTT Chem / Mitsubishi CC 增 长 中 C 5 糠 醛 Many 增 长 中 衣 康 酸 青 岛 科 海 生 物,Itaconix 筹 划 中 木 糖 醇 a.o. Danisco/Lenzing,Xylitol Canada 增 长 中 异 戊 二 烯 / 法 尼 烯 Goodyear/Genencor,GlycosBio,Amyris 筹 划 中 谷 氨 酸 a.o. Global Biotech,Meihua,Fufeng,Juhua 增 长 中 乙 酰 丙 酸 Maine BioProducts,Avantium,Segetis,Circa Group 筹 划 中 C 6 山 梨 醇 a.o. Roquette,ADM 增 长 中 己 二 酸 Verdezyne,Rennovia,BioAmber,Genomatica 筹 划 中 赖 氨 酸 a.o. Global Biotech,Evonik/RusBiotech,BBCA, Draths( 目 前 已 被 Draths 公 司 并 购 ),Ajinomoto 增 长 中 2,5- 呋 喃 二 甲 酸 Avantium 筹 划 中 异 山 梨 醇 Roquette 增 长 中 21

葡 萄 糖 二 酸 Rivertop renewables 筹 划 中 柠 檬 酸 a.o. Cargill,DSM,BBCA,Ensign,TTCA,RZBC 增 长 中 己 内 酰 胺 DSM 筹 划 中 C n 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 Metabolic Explorer (Metex),Meridian plastics, 增 长 中 Tianjin Green Biosience Co. 对 二 甲 苯 Gevo,Draths*,UOP,Annellotech,Virent 筹 划 中 二 羧 酸 Cathay Biotech,Evonik 增 长 中 脂 肪 酸 衍 生 物 Croda,Elevance 增 长 中 表 9 2005 年 2010 年 和 2025 年 世 界 化 学 品 生 产 的 估 计 价 值 ( 单 位 :10 亿 美 元 ) 2005 2010 2025 化 学 品 总 价 生 物 基 生 物 基 总 价 值 生 物 基 生 物 基 产 品 总 价 值 生 物 基 生 物 基 产 分 类 值 产 品 价 产 品 份 产 品 价 份 额 产 品 价 品 份 额 值 额 值 值 商 品 475 0.9 0.2% 550 5-11 0.9-2.0% 857 50-86 5.8-10.0% 特 殊 化 学 品 精 细 化 学 品 高 分 子 产 品 所 有 的 化 学 品 375 5 1.3% 435 87-110 20.0-25.3% 679 300-340 44.2-50.1% 100 15 15.0% 125 25-32 20.0-25.6% 195 88-98 45.1-50.3% 250 0.3 0.1% 290 15-30 5.2-10.3% 452 45-90 10.0-19.9% 1 200 21.2 1.8% 1400 132-183 9.4-13.1% 2183 483-614 22.1-28.1% 注 : 没 有 包 括 药 品 资 料 来 源 : 美 国 农 业 部,2008 年 3.1.3 典 型 生 物 基 化 学 品 商 业 化 现 状 与 趋 势 3.1.3.1 生 物 基 琥 珀 酸 目 前, 琥 珀 酸 的 主 要 生 产 原 料 为 石 油, 但 其 成 本 一 直 较 高, 市 场 规 模 相 对 较 小, 生 产 企 业 以 荷 兰 帝 斯 曼 (DSM) 日 本 三 菱 化 学 中 国 安 庆 和 兴 化 工 等 为 主, 22

产 能 约 为 3 万 吨 / 年 近 年 来, 全 球 生 物 基 琥 珀 酸 项 目 大 规 模 建 设 与 陆 续 投 产, 生 物 基 聚 合 物 商 业 化 也 在 不 断 推 进, 因 而 市 场 不 断 扩 大 生 物 基 琥 珀 酸 是 生 产 聚 合 物 树 脂 以 及 其 他 许 多 产 品 的 必 备 原 料, 应 用 领 域 涉 及 鞋 类 产 品 包 装 材 料 以 及 涂 料 等, 而 Myriant 生 物 琥 珀 以 及 Reverdia 等 公 司 则 侧 重 于 聚 琥 珀 酸 丁 二 酯 市 场 进 行 开 发, 而 巴 斯 夫 也 正 在 对 聚 琥 珀 酸 丁 二 酯 进 行 改 性 和 共 混 研 究 : 改 性 后 的 聚 琥 珀 酸 丁 二 酯 有 较 高 的 耐 热 温 度 强 度 和 更 低 的 成 本, 可 与 聚 丙 烯 聚 苯 乙 烯 聚 碳 酸 酯 以 及 生 物 基 塑 料 如 聚 乳 酸 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 等 结 合, 制 造 汽 车 内 饰 非 织 造 布 建 材 和 消 费 品 的 纤 维 或 填 料 因 此, 各 化 工 企 业 纷 纷 投 入 生 物 基 琥 珀 酸 的 开 发, 统 计 数 据 显 示,2015 年 全 球 新 的 生 物 基 琥 珀 酸 产 能 将 超 过 20 万 吨 / 年 就 现 状 而 言, 美 法 合 资 的 生 物 琥 珀 公 司 (BioAmber) 的 于 2010 年 1 月 22 日 建 成 投 产 的 生 物 基 琥 珀 酸 生 产 装 置, 是 目 前 唯 一 的 商 业 化 规 模 生 产 装 置, 采 用 由 小 麦 衍 生 的 葡 萄 糖 为 原 料, 初 期 生 产 能 力 为 2000 吨 / 年 不 过, 根 据 计 划, 大 型 化 工 企 业 的 许 多 生 物 基 琥 珀 酸 商 业 化 规 模 生 产 装 置 将 在 不 久 的 时 间 内 投 产 : (1) 由 荷 兰 帝 斯 曼 集 团 (Royal DSM) 和 法 国 罗 盖 特 公 司 (Roquette Frères) 强 强 联 手, 分 别 发 挥 各 自 在 材 料 科 学 与 生 物 技 术 及 植 物 原 材 料 加 工 领 域 的 优 势, 合 资 建 成 的 Reverdia 公 司 已 经 正 式 投 入 运 营, 产 品 商 标 定 为 BiosucciniumTM 该 公 司 的 可 持 续 发 酵 技 术 从 2008 年 就 已 经 开 始 研 发, 根 据 计 划, 新 工 厂 将 于 2012 年 第 三 季 度 底 投 产, 设 计 产 能 为 1 万 吨 (2) 根 据 计 划,2013 年 第 一 季 度, 美 国 Myriant 公 司 在 路 易 斯 安 那 州 普 罗 维 登 斯 湖 启 动 其 产 能 为 1.36 万 吨 / 年 的 生 产 装 置, 并 计 划 在 2014 年 年 初 将 产 能 扩 大 到 7.7 万 吨 / 年 (3) 生 物 琥 珀 公 司 与 日 本 三 井 公 司 合 作, 将 于 2013 年 在 加 拿 大 安 大 略 省 萨 尼 亚 启 动 其 另 一 套 大 型 装 置, 产 能 为 1.7 万 吨 / 年, 并 可 继 续 扩 能 到 3.4 万 吨 / 年 (4) 德 国 巴 斯 夫 公 司 (BASF) 和 荷 兰 生 物 基 化 学 品 生 产 商 普 拉 克 (Purac) 公 司 在 西 班 牙 巴 塞 罗 那 建 立 的 发 酵 能 力 2.5 万 吨 / 年 的 生 物 基 琥 珀 酸 装 置 将 于 2013 年 投 产 3.1.3.2 生 物 橡 胶 橡 胶 是 高 弹 性 的 高 分 子 化 合 物, 分 为 天 然 橡 胶 与 合 成 橡 胶 二 种 天 然 橡 胶 是 从 橡 胶 树 橡 胶 草 等 植 物 中 提 取 胶 质 后 加 工 制 成 ; 合 成 橡 胶 则 由 各 种 单 体 经 聚 合 反 应 而 得 其 中, 天 然 橡 胶 是 一 种 以 聚 异 戊 二 烯 为 主 要 成 分 的 天 然 高 分 子 化 合 物, 分 子 式 是 (C5H8)n, 其 橡 胶 烃 ( 聚 异 戊 二 烯 ) 含 量 在 90% 以 上, 还 含 有 少 量 的 蛋 白 质 脂 肪 酸 糖 分 及 灰 分 等 国 际 橡 胶 研 究 小 组 (IRSG) 今 年 3 月 份 发 布 的 预 测 数 据 显 示,2012 年 全 球 橡 胶 需 求 或 达 2680 万 吨, 其 中 全 球 天 然 橡 胶 产 量 达 23

1120 万 吨 考 虑 到 合 成 橡 胶 中 也 有 部 分 为 异 戊 二 烯 橡 胶 8( 从 历 年 产 量 数 据 看, 约 占 合 成 橡 胶 的 5% 左 右 ), 全 球 以 异 戊 二 烯 为 主 要 成 分 的 橡 胶 占 所 有 橡 胶 产 量 的 比 重 接 近 一 半 但 是, 受 环 境 保 护 油 价 高 启 等 因 素 的 限 制, 发 达 国 家 已 经 开 始 寻 求 橡 胶 原 料 的 新 来 源 在 此 背 景 下, 以 微 生 物 发 酵 生 产 的 异 戊 二 烯 为 单 体 合 成 生 物 橡 胶, 前 景 看 好 ( 表 5): 一 方 面, 作 为 轮 胎 和 粘 合 剂 产 业 用 的 原 料, 生 物 异 戊 二 烯 的 附 加 值 比 燃 料 乙 醇 要 高, 杰 能 科 曾 作 预 测, 生 物 异 戊 二 烯 的 市 场 规 模 可 望 在 2012 年 达 到 110 亿 英 镑 / 年 ; 另 一 方 面, 现 有 研 究 仍 只 是 刚 刚 起 步, 通 过 鉴 定 分 离 不 同 来 源 的 异 戊 二 烯 合 成 酶, 在 此 基 础 上 作 代 谢 途 径 的 工 程 优 化 ( 如 前 所 述, 异 戊 二 烯 易 挥 发, 因 此 发 酵 液 中 的 产 物 可 以 不 断 析 出, 因 而 对 发 酵 过 程 的 抑 制 较 少 ) 有 较 大 的 空 间 ( 目 前, 杰 能 科 的 公 开 资 料 表 明, 在 发 酵 情 况 下 可 生 产 超 过 60g/L 当 量 的 生 物 异 戊 二 烯 单 体 ), 例 如 目 前 酶 的 活 力 仍 有 较 大 的 提 升 空 间 对 于 我 国 而 言, 天 然 橡 胶 对 外 依 存 度 很 高, 利 用 生 物 异 戊 二 烯 替 代 的 前 景 广 阔 天 然 橡 胶 表 10 生 物 橡 胶 与 其 他 橡 胶 的 对 比 合 成 橡 胶 ( 以 异 戊 二 烯 橡 胶 为 代 表 ) 生 物 橡 胶 来 源 橡 胶 树 石 油 发 酵 ( 碳 源 为 生 物 质 ) 产 能 1000 万 吨 以 上, 但 进 一 步 全 球 异 戊 二 烯 橡 胶 的 产 量 不 超 过 目 前 还 没 有 商 业 化 产 品 ( 杰 能 扩 大 受 地 理 和 气 候 条 件 100 万 吨 科 和 固 特 异 投 入 大 规 模 量 产 限 制 仍 需 一 段 时 间 ) 成 本 1000 元 / 吨 左 右 随 油 价 波 动 较 大, 目 前 价 格 比 天 然 橡 胶 略 高 目 前 成 本 仍 然 偏 高, 但 通 过 技 术 开 发 降 低 成 本 的 潜 力 较 大 生 产 技 术 人 工 种 植 石 油 裂 解 微 生 物 发 酵 主 要 局 限 1 潜 在 的 环 境 破 坏 ; 2 受 气 候 条 件 和 地 理 条 件 的 限 制 较 大 规 模 生 产 受 到 限 制 微 生 物 源 的 异 戊 二 烯 合 成 酶 有 待 进 一 步 鉴 定, 发 酵 工 艺 有 待 改 进 8 异 戊 二 烯 合 成 的 一 种 橡 胶, 最 接 近 天 然 橡 胶, 而 耐 水 性, 电 绝 缘 性 超 过 天 然 橡 胶 全 名 为 顺 -1,4- 聚 异 戊 二 烯 橡 胶 由 异 戊 二 烯 制 得 的 高 顺 式 ( 顺 -1,4 含 量 为 92%~97%) 合 成 橡 胶, 因 其 结 构 和 性 能 与 天 然 橡 胶 近 似, 故 又 称 合 成 天 然 橡 胶 它 是 一 种 综 合 性 能 很 好 的 通 用 合 成 橡 胶, 主 要 用 于 轮 胎 生 产, 除 航 空 和 重 型 轮 胎 外, 均 可 代 替 天 然 橡 胶 因 此, 聚 异 戊 二 烯 橡 胶 又 俗 称 合 成 天 然 橡 胶 24

前 景 产 量 稳 定 规 模 有 限, 且 石 油 价 格 波 动 影 响 较 大 有 较 大 的 技 术 提 升 空 间 目 前, 丹 尼 斯 克 (Danisco)( 目 前 已 被 杜 邦 收 购 ) 旗 下 的 杰 能 科 (Genencor) 公 司 和 固 特 异 (Goodyear) 公 司 加 快 合 作 开 发 从 糖 类 生 产 生 物 异 戊 二 烯, 两 家 公 司 于 2010 年 3 月 25 日 起 合 作 开 发 一 体 化 发 酵 回 收 和 提 纯 系 统, 用 于 从 可 再 生 原 材 料 生 产 生 物 异 戊 二 烯, 即 用 杰 能 科 工 程 化 细 菌 有 效 地 使 来 自 甘 蔗 谷 物 谷 物 穗 轴 换 季 牧 草 或 其 他 生 物 质 转 化 成 异 戊 二 烯 根 据 计 划, 杰 能 科 和 固 特 异 将 在 不 久 实 现 生 物 橡 胶 的 商 业 化 与 之 相 比, 国 内 现 有 的 生 产 装 置 在 分 批 补 料 发 酵 条 件 下, 产 量 不 足 1mg/l, 与 杰 能 科 的 60g/l 还 相 差 甚 远 3.1.3.3 生 物 乙 酸 乙 酯 乙 酸 乙 酯 是 乙 酸 中 的 羟 基 被 乙 氧 基 取 代 而 生 成 的 化 合 物, 可 用 作 纺 织 工 业 的 清 洗 剂 和 天 然 香 料 的 萃 取 剂, 也 是 制 药 工 业 和 有 机 合 成 的 重 要 原 料 目 前, 乙 酸 乙 酯 的 制 备 方 法 主 要 有 乙 醇 脱 氢 法 乙 醛 缩 合 法 和 醋 酸 酯 化 法 等, 而 生 物 发 酵 法 尚 处 于 开 发 阶 段, 并 没 有 达 到 商 业 化 生 产 规 模 从 开 发 进 度 来 看, 进 度 较 快 的 是 ZeaChem 公 司 :2010 年 2 月,ZeaChem 公 司 宣 布 其 以 可 再 生 生 物 质 为 原 料 发 酵 生 产 醋 酸 的 工 艺, 实 现 了 从 0.5L 到 5000L 的 10000 倍 规 模 化 放 大 同 年 4 月, ZeaChem 公 司 已 经 使 用 其 核 心 技 术 平 台 生 产 出 了 商 用 级 别 的 乙 酸 乙 酯 3.1.3.4 生 物 基 丙 烯 酸 丙 烯 酸 用 于 生 产 宽 范 围 的 工 业 和 消 费 产 品, 包 括 涂 料 胶 粘 剂 一 次 性 尿 布 和 去 污 剂, 全 球 丙 烯 酸 市 场 约 为 80 亿 磅 / 年, 价 值 约 为 80 亿 美 元 在 石 油 价 格 高 启 的 背 景 下, 不 少 丙 烯 酸 生 产 商 和 生 物 技 术 企 业 均 投 资 研 发 生 物 基 丙 烯 酸 嘉 吉 公 司 和 诺 维 信 公 司 自 2008 年 起 已 联 合 开 发 生 物 基 丙 烯 酸 技 术, 其 中 诺 维 信 公 司 的 菌 株 将 可 用 于 生 产 3- 羟 基 丙 酸 (3HPA), 后 者 可 再 转 化 成 丙 烯 酸 不 过, 诺 维 信 公 司 认 为, 在 大 规 模 生 产 之 前, 下 游 工 程 仍 需 进 一 步 加 强 美 国 OPX 生 物 技 术 公 司 (OPX Biotechnologies) 则 预 计, 商 业 化 规 模 生 物 基 丙 烯 酸 装 置 将 于 2013 年 投 产 OPX 生 物 技 术 公 司 设 定 的 其 丙 烯 酸 成 本 商 业 化 目 标 是 50 美 分 / 磅, 将 低 于 常 规 的 烃 类 基 丙 烯 酸 此 外, 美 国 日 本 等 地 区 的 一 些 其 他 企 业 也 正 在 开 展 生 物 基 丙 烯 酸 的 研 究 3.1.3.5 1,4- 丁 二 醇 1,4- 丁 二 醇 是 一 种 重 要 的 基 本 有 机 化 工 和 精 细 化 工 原 料, 广 泛 应 用 于 溶 剂 医 药 化 妆 品 增 塑 剂 固 化 剂 农 药 除 莠 剂 人 造 革 纤 维 工 程 塑 料 等 领 域, 还 有 用 于 制 造 四 氢 呋 喃 (THF) γ- 丁 内 酯 (GBL) N- 甲 基 呲 咯 烷 酮 (NMP) 等 目 前 全 球 已 经 工 业 化 的 1,4- 丁 二 醇 的 化 学 生 产 方 法 较 多, 但 近 年 来, 生 物 基 1,4 - 丁 二 醇 生 产 技 术 三 研 究 也 取 得 较 大 进 展 25

2012 年 3 月, 生 物 琥 珀 酸 公 司 利 用 杜 邦 公 司 授 权 的 加 氢 催 化 技 术, 将 数 万 吨 生 物 琥 珀 酸 转 化 成 为 100% 生 物 基 的 1,4 丁 二 醇 (1,4-BDO) 四 氢 呋 喃 (THF) 和 γ- 丁 内 酯 (GBL), 主 要 用 生 产 聚 酯 聚 氨 酯 氨 纶 和 生 物 降 解 塑 料 2012 年 4 月, 拥 有 直 接 法 工 艺 生 产 生 物 基 1,4 - 丁 二 醇 技 术 的 美 国 Genomatica 公 司 与 日 本 三 菱 化 学 公 司 成 立 合 资 企 业 并 建 设 商 业 规 模 的 生 物 基 1,4- 丁 二 醇 工 厂 Genomatica 公 司 还 计 划 2014 年 使 其 在 美 国 的 世 界 规 模 丁 二 醇 工 厂 投 运 此 外, 该 公 司 还 计 划 与 欧 洲 企 业 合 作 建 设 1,4- 丁 二 醇 工 厂 3.2 生 物 基 材 料 生 物 基 材 料 产 业 呈 现 快 速 发 展 的 势 头, 主 要 表 现 在 : 发 达 国 家 生 物 塑 料 和 生 物 基 平 台 化 合 物 已 实 现 大 规 模 产 业 化, 主 要 产 品 有 PLA PHA 聚 己 内 乙 酯 (PCL) PBS 二 氧 化 碳 - 环 氧 化 物 共 聚 物 (APC) 耐 候 性 环 氧 树 脂 生 物 乙 烯 和 脂 肪 酸 甲 酯 下 游 产 品 等 ; 生 物 质 碳 质 吸 附 功 能 材 料 在 电 子 电 极 材 料 低 压 贮 能 溶 剂 回 收 等 领 域 已 得 到 广 泛 应 用 ; 糖 生 物 工 程 发 展 迅 速, 功 能 性 寡 糖 被 列 为 膳 食 纤 维 源 和 饲 料 添 加 剂 在 日 本 和 美 国 得 到 普 遍 推 广, 欧 盟 也 已 提 出 功 能 性 寡 糖 全 欧 研 发 计 划 ; 北 美 采 用 挤 出 注 塑 技 术 路 线 生 产 的 木 塑 复 合 材 料 在 汽 车 工 业 和 建 筑 材 料 工 业 中 广 泛 应 用 从 上 世 纪 90 年 代 中 期 到 今 天, 生 物 可 降 解 材 料 的 生 产 能 力 得 到 大 幅 度 提 升 : 1995 年 只 有 2 万 吨 ; 而 到 2006 年 全 球 的 生 产 能 力 已 达 到 36 万 吨 ;2008 年 全 球 生 产 能 力 达 到 60 万 吨, 至 2010 年 估 计 将 增 至 85 万 吨 的 生 产 规 模 其 中 淀 粉 和 聚 乳 酸 占 有 大 约 85% 的 比 重, 其 余 15% 为 其 他 生 物 可 降 解 材 料 2005 年, 生 物 基 材 料 制 造 的 化 学 品 销 售 额 已 达 770 亿 美 元, 占 全 球 化 学 品 销 售 的 7%, 预 计 到 2010 年, 全 球 化 学 品 销 售 中 所 占 比 例 会 增 长 到 10% 国 内 外 产 业 界 和 学 术 界 预 测, 在 未 来 10 年 左 右 的 时 间, 生 物 基 材 料 将 成 长 为 一 个 大 材 料 产 业, 这 个 产 业 的 发 展 壮 大 速 度, 将 随 着 技 术 的 发 展 和 原 油 价 格 的 变 动 而 提 速 在 充 满 石 油 危 机 的 时 代, 生 物 基 材 料 迎 来 了 发 展 的 大 好 时 机 预 计 到 2020 年 类 似 聚 乳 酸 的 生 物 降 解 塑 料 的 世 界 需 求 量 将 超 过 1000 万 吨 3.2.1.1 生 物 塑 料 2010 年, 全 球 生 物 塑 料 产 能 约 为 70 万 吨, 预 计 从 2010 到 2015 年, 全 球 生 物 塑 料 的 产 能 将 增 加 一 倍 从 具 体 产 品 上 看, 卡 吉 尔 - 陶 氏 聚 合 物 公 司 2002 年 在 美 国 内 布 拉 斯 加 州 巴 拉 尔 建 成 14 万 吨 / 年 聚 乳 酸 生 物 降 解 塑 料 装 置, 并 实 现 规 模 商 业 化 生 产, 标 志 着 工 业 生 物 技 术 产 业 进 入 了 一 个 新 的 发 展 阶 段 据 估 计,2020 年 全 世 界 聚 乳 酸 的 需 求 量 将 达 到 1150 万 -2300 万 吨 在 生 物 塑 料 中, 聚 乳 酸 是 目 前 产 量 最 大 应 用 最 多 的 塑 料, 目 前 世 界 聚 乳 酸 生 产 能 力 约 20 万 ~25 万 吨 / 年 26

其 中, 欧 洲 是 世 界 上 最 大 的 生 物 塑 料 市 场, 同 时 也 在 生 物 塑 料 的 研 发 方 面 处 于 领 先 地 位 但 从 生 物 塑 料 工 厂 的 数 量 上 来 看, 亚 洲 和 南 美 地 区 增 长 最 快 从 2010 年 开 始, 随 着 由 天 然 / 遗 传 修 饰 的 有 机 体 直 接 生 产 的 生 物 塑 料 的 商 业 化 和 生 物 不 可 降 解 的 生 物 基 聚 乙 烯 的 引 入, 生 物 塑 料 技 术 将 发 生 改 变 国 际 市 场 研 究 机 构 皮 拉 国 际 公 司 (Pira International) 预 期 2020 年 这 些 材 料 将 占 据 生 物 材 料 包 装 市 场 的 1/4 在 此 期 间, 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 和 生 物 基 聚 乙 烯 的 年 复 合 增 长 率 将 分 别 达 到 41% 和 83% 预 期 到 2020 年 全 球 生 物 塑 料 包 装 的 需 求 将 达 到 88.4 万 吨, 其 中 从 2010-2015 年 的 年 复 合 增 长 率 将 高 达 24.9%,2016-2020 年 的 年 复 合 增 长 率 将 为 18.3% 根 据 Pira International 公 司 的 研 究 报 道, 生 物 塑 料 驱 动 的 包 装 市 场 将 逐 渐 由 可 生 物 降 解 和 可 堆 肥 的 聚 合 物 向 基 于 可 再 生 和 可 持 续 材 料 的 生 物 包 装 转 移 2010 年, 欧 洲 的 生 物 塑 料 市 场 份 额 已 经 超 过 全 球 的 一 半 以 上, 这 得 益 于 消 费 者 和 销 售 商 对 生 物 基 塑 料 产 品 的 青 睐 政 府 的 政 策 支 持 以 及 良 好 的 堆 肥 基 础 设 施 Pira 预 期 北 美 和 亚 洲 地 区 在 未 来 十 年 内 对 生 物 塑 料 的 发 展 速 率 将 超 过 欧 洲 淀 粉 22% 纤 维 素 9% 水 溶 聚 合 物 WSP 14% 生 物 基 PE 0% 模 塑 纤 维 5% 脂 肪 与 芳 香 族 共 聚 酯 AAC 7% 聚 乳 酸 PLA 42% 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 PHA 1% 图 2 2010 全 球 生 物 塑 料 产 品 类 型 我 国 生 物 基 材 料 与 国 际 上 主 流 研 发 和 应 用 的 材 料 一 样, 主 要 由 淀 粉 基 塑 料 PLA PHA PBS 以 及 二 氧 化 碳 共 聚 物 为 主, 同 时 还 包 括 它 们 的 共 混 物 我 国 有 近 12 家 的 PLA 生 产 和 研 发 企 业, 其 中 浙 江 海 正 集 团 形 成 了 上 千 吨 的 生 产 规 模 ; 国 内 拥 有 超 过 10 家 的 PHA 生 产 和 研 发 企 业, 接 近 国 际 上 所 有 PHA 生 产 厂 家 的 总 数 其 中, 浙 江 天 安 是 目 前 国 内 外 最 大 的 生 产 厂 商, 年 产 PHA 2000 吨 : 二 氧 化 碳 共 聚 物 方 面, 中 国 海 洋 石 油 总 公 司 与 长 春 应 用 化 学 研 究 所 以 及 内 蒙 古 蒙 西 公 司 合 作 在 海 南 投 资 一 亿 多 元 人 民 币 建 设 二 氧 化 碳 共 聚 物 (PPC) 生 产 基 地 这 将 成 为 目 前 国 际 上 最 大 的 二 氧 化 碳 共 聚 物 生 产 公 司 27

与 以 化 石 燃 料 为 原 料 的 塑 料 相 比, 生 物 降 解 塑 料 的 环 保 优 势 突 出, 因 而 受 到 各 国 政 策 的 支 持, 德 国 法 国 意 大 利 西 班 牙 等 欧 盟 国 家 开 始 对 降 解 塑 料 区 别 征 税 或 强 制 使 用, 澳 洲 亚 洲 美 洲 等 国 家 和 地 区 也 逐 步 推 广 生 物 资 料 美 国 工 业 市 场 研 究 机 构 Freedonia 集 团 公 司 2011 年 的 调 研 报 告 显 示,2015 年, 全 球 包 装 市 场 对 生 物 塑 料 及 相 关 生 物 包 装 材 料 的 需 求 量 将 会 实 现 三 番, 预 计 为 100 万 吨, 市 场 价 值 将 达 29 亿 美 元 至 2020 年, 生 物 塑 料 树 脂 在 价 格 上 将 与 传 统 塑 料 不 相 上 下 从 目 前 全 球 生 物 塑 料 的 商 业 化 进 程 来 看, 淀 粉 基 塑 料 是 当 前 技 术 较 成 熟 产 业 化 规 模 较 大 性 价 比 较 适 中 市 场 占 有 率 较 高 的 一 类 生 物 质 塑 料, 其 次 是 聚 乳 酸 (PLA) 聚 乳 酸 是 一 种 以 淀 粉 或 糖 为 原 料, 经 过 发 酵 产 生 乳 酸, 再 由 乳 酸 聚 合 而 成 的 高 分 子 物 质 由 于 聚 乳 酸 是 一 种 热 塑 性 脂 肪 族 聚 酯, 所 制 成 的 聚 乳 酸 产 品 具 有 良 好 的 生 物 降 解 能 力, 且 具 有 较 好 的 生 物 相 容 性 光 泽 度 透 明 性 手 感 和 耐 热 性, 还 具 有 一 定 的 抗 菌 性 阻 燃 性 和 抗 紫 外 线 能 力, 可 在 组 织 工 程 包 装 材 料 纤 维 和 非 织 造 物 等 多 个 领 域 中 得 到 应 用 因 此, 聚 乳 酸 被 视 为 继 金 属 材 料 无 机 材 料 高 分 子 材 料 之 后 的 一 类 最 具 广 泛 应 用 价 值 和 环 保 应 用 价 值 的 新 型 材 料, 故 其 发 展 前 景 看 好 除 前 述 的 NatureWorks 在 聚 乳 酸 领 域 的 布 局 外, 比 利 时 格 拉 特 乳 酸 公 司 (Galactic) 和 法 国 Total 石 化 公 司 于 2009 年 合 资 组 建 的 Futerro 公 司 瑞 士 Pyramid Technology 公 司 于 2009 年 与 德 国 生 物 塑 料 公 司 (German BioPlastics) 在 德 国 固 本 (Guben) 合 资 建 立 的 Pyramid Bioplastics 公 司 等 都 在 积 极 推 进 聚 乳 酸 的 商 业 化 规 模 生 产 进 程 在 我 国, 浙 江 海 正 生 物 材 料 股 份 有 限 公 司 等 企 业 的 千 吨 级 生 产 装 置 也 已 投 产 不 过, 尽 管 全 球 范 围 内 已 经 研 制 出 了 玉 米 甘 蔗 等 多 种 不 同 原 料 来 源 的 生 物 塑 料, 但 由 于 与 粮 争 地 等 因 素, 以 此 为 原 料 的 生 物 塑 料 要 完 全 替 代 石 化 塑 料 还 存 在 一 定 的 困 难, 因 此 木 质 生 物 塑 料 的 研 发 在 近 年 来 得 到 重 视 随 着 技 术 的 不 断 发 展, 以 木 质 纤 维 素 等 为 原 料 的 生 物 塑 料 开 发 将 逐 步 走 向 商 业 化 3.2.1.2 生 物 基 高 分 子 材 料 生 物 基 高 分 子 材 料 是 工 业 生 物 技 术 领 域 的 重 要 产 品 过 去 20 年 里 的 主 要 产 品 是 涤 纶 和 一 些 利 用 微 生 物 人 工 合 成 的 可 降 解 产 品, 其 成 本 正 通 过 各 种 方 法 逐 渐 降 低 生 物 基 高 分 子 产 业 当 前 尚 处 于 起 步 阶 段, 年 均 增 长 率 约 50% 2007 年 全 球 产 量 约 为 3.6 亿 吨, 其 后 欧 洲 地 区 年 均 增 长 率 为 48%, 全 球 年 均 增 长 率 为 38%; 到 2020 年, 其 市 场 份 额 有 望 达 到 10~20% 下 图 显 示 了 各 类 相 关 产 品 所 处 阶 段 的 情 况 28

完 全 利 用 生 物 基 生 产 PP 塑 料 尼 龙 -66 尼 龙 -6 琥 珀 酸 植 物 血 凝 素 尼 龙 11 醇 酸 树 脂 耐 热 塑 料 喷 管 聚 乙 烯 聚 乳 酸 淀 粉 塑 料 纤 维 素 制 品 研 发 阶 段 示 范 工 厂 阶 段 大 规 模 生 产 阶 段 技 术 成 熟 阶 段 产 能 产 能 产 能 吨 部 分 利 用 生 物 基 生 产 < 1000 吨 1000 吨 < 1 百 万 吨 > 1 百 万 涤 纶 聚 氨 酯 环 氧 树 脂 PTT 纤 维 PEIT 聚 氯 乙 烯 尼 龙 610 PBS 淀 粉 塑 料 图 3 生 物 基 材 料 的 发 展 阶 段 示 意 图 3.3 酶 制 剂 工 业 酶 制 剂 作 为 一 种 生 态 型 高 效 生 物 催 化 剂, 广 泛 应 用 于 轻 工 食 品 化 工 医 药 卫 生 农 业 以 及 能 源 环 境 保 护 等 20 多 个 领 域 世 界 酶 制 剂 工 业 稳 步 增 长, 通 常 利 用 酶 代 替 化 学 品, 这 对 于 减 少 工 业 过 程 的 环 境 负 荷 有 重 大 影 响 例 如, 当 生 产 过 程 在 较 低 的 温 度 条 件 下 进 行 时, 由 于 能 源 消 耗 较 低, 二 氧 化 碳 排 放 量 往 往 会 减 少 目 前 市 场 上 有 许 多 用 于 以 上 这 些 领 域 的 不 同 的 酶, 其 中 许 多 酶 采 用 现 代 生 物 技 术 生 产 生 物 技 术 通 过 利 用 包 括 基 因 操 作 蛋 白 质 工 程 定 向 进 化 在 内 的 一 系 列 技 术 以 及 先 进 的 选 择 技 术, 可 以 创 造 出 新 的 酶 在 这 一 背 景 下, 酶 制 剂 工 业 的 发 展 一 直 保 持 良 好 的 增 长 势 头 3.3.1 国 外 酶 制 剂 工 业 现 状 及 特 点 2001 年, 全 球 酶 制 剂 市 场 约 为 18 亿 美 元 虽 然, 受 到 2008 年 的 全 球 金 融 危 机 的 影 响, 但 是 酶 制 剂 的 销 售 额 还 是 稳 步 上 扬 根 据 诺 维 信 (Novozymes) 年 报 等,2010 年 的 全 球 酶 制 剂 的 市 场 约 为 35.7 亿 美 元,2001 2010 年 的 复 合 增 长 率 约 为 7.9% 29

40 35 30 25 CAGR=7. 9% 22. 5 24. 8 27. 9 30. 3 35. 7 20 18. 3 15 10 5 0 2001 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 图 4 2001-2010 年 全 球 酶 制 剂 市 场 规 模 情 况 ( 单 位 : 亿 美 元 ) 数 据 来 源 :Novozymes 2010 目 前, 全 球 酶 制 剂 企 业 数 量 逐 渐 减 少, 生 产 规 模 扩 大 全 球 酶 制 剂 行 业 的 发 展 呈 现 以 下 特 点 及 趋 势 : 一 是 酶 制 剂 公 司 的 兼 并 重 组 持 续 进 行, 酶 制 剂 工 业 更 趋 垄 断 国 际 上 知 名 的 酶 制 剂 企 业 在 20 世 纪 80-90 年 代 有 70 多 家 随 着 国 际 酶 制 剂 市 场 竞 争 日 趋 激 烈, 国 际 上 一 些 大 型 酶 制 剂 生 产 厂 家, 为 了 扩 大 生 存 空 间 和 寻 找 持 续 发 展, 不 断 进 行 兼 并 重 组, 使 得 酶 制 剂 公 司 在 数 量 上 日 益 减 少, 集 中 度 逐 步 提 高 目 前 诺 维 信 公 司 占 据 全 球 市 场 的 47%, 丹 尼 斯 克 (Danisco)( 美 国 杜 邦 公 司 正 在 进 行 整 体 收 购 丹 尼 斯 克 的 准 备 工 作 ) 占 据 21%, 帝 斯 曼 (DSM) 占 据 6%, 日 本 田 野 (Amano) 占 据 约 5%, 这 四 家 公 司 占 全 球 市 场 将 近 80% 二 是 亚 太 地 区 市 场 发 展 迅 速, 生 产 及 销 售 比 重 不 断 增 加 近 年 来, 国 际 酶 制 剂 生 产 厂 家 把 它 们 的 销 售 业 务 重 心 从 欧 美 地 区 逐 步 向 亚 太 地 区 转 移 根 据 诺 维 信 公 司 的 资 料 显 示, 该 公 司 在 亚 太 地 区 的 销 售 每 年 平 均 以 8% 的 速 度 增 长,2010 年 亚 太 地 区 占 全 公 司 销 售 的 19% 此 外, 诺 维 信 丹 尼 斯 克 ( 杰 能 科 ) 日 本 天 野 在 中 国 都 建 有 生 产 基 地, 诺 维 信 和 丹 尼 斯 克 ( 杰 能 科 ) 还 分 别 在 北 京 上 海 建 立 了 研 发 中 心, 帝 斯 曼 和 英 联 酶 制 剂 等 也 都 在 中 国 设 立 有 办 事 处 三 是 技 术 领 先 和 专 业 化 生 产 特 点 各 酶 制 剂 公 司 通 过 加 大 研 究 开 发 投 入, 加 速 应 用 高 新 技 术, 大 力 研 制 开 发 新 酶 种, 不 断 拓 宽 酶 制 剂 的 新 用 途 诺 维 信 2010 年 研 发 投 入 达 到 2.5 亿 美 元, 占 销 售 收 入 的 14.0% 目 前 诺 维 信 拥 有 约 5000 项 专 利, 杰 能 科 拥 有 约 3500 项 专 利 3.3.2 我 国 酶 制 剂 工 业 现 状 及 特 点 30

我 国 酶 制 剂 工 业 经 历 了 起 步 阶 段 上 升 阶 段 及 快 速 发 展 阶 段 酶 制 剂 年 产 量 从 2005 年 的 48 万 ( 标 ) 吨, 增 长 到 2010 年 的 77.5 万 ( 标 ) 吨,5 年 的 复 合 增 长 率 达 到 10.1% 由 于 酶 制 剂 技 术 的 不 断 创 新, 应 用 领 域 的 不 断 的 延 伸, 这 使 得 酶 制 剂 行 业 近 年 来 一 直 保 持 快 速 的 增 长 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 77.5 69.6 59 61.5 53 48 14.3 13.2 10.4 11.3 11.4 4.2 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 产 量 ( 万 ( 标 ) 吨 ) 增 长 率 (%) 图 5 2005-2010 年 全 国 酶 制 剂 产 量 及 增 长 比 例 产 品 方 面, 固 体 酶 制 剂 的 产 量 逐 步 减 少, 液 体 酶 制 剂 的 比 例 增 加 目 前, 国 内 酶 制 剂 企 业 所 生 产 的 酶 制 剂 主 要 品 种 为 : 糖 化 酶 淀 粉 酶 纤 维 素 酶 蛋 白 酶 植 酸 酶 半 纤 维 素 酶 果 胶 酶 饲 用 复 合 酶 啤 酒 复 合 酶 等 九 大 酶 系 列 其 中, 糖 化 酶 淀 粉 酶 植 酸 酶 产 量 过 万 吨 纤 维 素 酶 半 纤 维 素 酶 和 果 胶 酶 虽 然 目 前 所 占 比 例 还 比 较 小, 但 增 长 较 快 经 过 市 场 的 整 合, 目 前 初 步 形 成 了 一 个 比 较 稳 定 的 生 产 企 业 格 局 和 市 场 格 局, 基 本 告 别 了 无 序 竞 争, 进 入 了 良 性 发 展 的 轨 道, 出 现 了 一 批 有 特 点 有 规 模 的 重 点 生 产 企 业, 如 山 东 隆 大 武 汉 新 华 杨 湖 南 鸿 鹰 祥 湖 南 尤 特 尔 青 岛 康 地 恩 等 我 国 本 土 酶 制 剂 企 业 销 售 收 入 超 亿 元 的 企 业 已 近 10 家 随 着 酶 制 剂 在 各 应 用 领 域 国 家 标 准 的 出 台 和 与 国 外 相 关 企 业 合 作 的 深 入, 我 国 酶 制 剂 的 产 品 质 量 得 到 很 大 提 高, 酶 制 剂 生 产 企 业 的 软 硬 件 条 件 也 向 国 际 化 标 准 靠 近 一 些 重 点 生 产 企 业 得 到 较 快 发 展 并 开 始 把 开 发 新 产 品 和 提 高 产 品 质 量 作 为 发 展 战 略 酶 制 剂 的 出 口 增 加 值 持 续 扩 大, 出 口 到 数 十 个 国 家 和 地 区,2010 年 出 口 总 量 达 到 8.7 万 吨, 出 口 额 达 到 2.3 亿 美 元 由 于 各 下 游 应 用 行 业 对 酶 制 剂 依 赖 程 度 不 断 提 高, 成 为 酶 制 剂 未 来 市 场 的 需 求 得 到 高 速 增 长 的 保 证 因 此 未 来 几 年, 我 国 酶 制 剂 工 业 将 继 续 处 于 快 速 发 展 阶 段, 企 业 规 模 及 市 场 规 模 将 不 断 扩 大 近 两 年 来, 我 国 酶 制 剂 行 业 发 展 呈 现 出 如 下 新 的 特 点 : 一 是 酶 制 剂 企 业 愈 来 愈 认 识 到 技 术 创 新 的 重 要 性, 纷 纷 提 高 企 业 R&D 投 入, 有 些 企 业 已 经 增 加 到 8% 31

10% 不 少 企 业 开 始 与 高 校 科 研 院 所 等 合 作 联 合 开 展 新 产 品 新 应 用 技 术 的 研 发, 一 些 企 业 组 建 了 自 己 的 研 发 中 心 技 术 创 新 使 得 国 内 的 企 业 开 始 有 了 自 己 的 技 术 储 备, 初 步 具 备 了 一 定 的 国 际 竞 争 能 力 二 是 一 批 新 的 生 产 基 地 不 断 扩 建, 不 少 采 用 了 现 代 高 水 平 全 自 动 发 酵 生 产 工 艺, 技 术 和 设 备 水 平 显 著 提 升 ; 三 是 新 成 立 的 酶 制 剂 生 产 企 业 数 量 攀 升, 新 的 资 金 不 断 涌 入 ; 四 是 产 业 布 局 调 整 步 伐 加 快, 一 些 具 有 多 年 生 产 历 史 的 老 酶 制 剂 企 业 面 临 新 的 挑 战, 品 种 单 一, 以 及 经 营 理 念 的 墨 守 陈 规, 使 得 这 些 企 业 看 起 来 有 些 步 履 维 艰, 或 将 面 临 行 业 的 重 新 洗 牌 ; 五 是 饲 用 酶 制 剂 发 展 迅 猛, 有 望 成 为 首 个 能 与 国 外 酶 制 剂 公 司 进 行 强 有 力 竞 争 的 酶 制 剂 产 品 3.3.3 我 国 酶 制 剂 工 业 面 临 的 主 要 问 题 我 国 酶 制 剂 产 业 发 展 速 度 很 快, 取 得 了 明 显 的 进 步, 但 从 世 界 酶 制 剂 工 业 来 看, 我 国 酶 制 剂 工 业 总 体 仍 处 于 比 较 落 后 的 地 位 整 个 行 业 生 产 规 模 小, 技 术 开 发 力 量 薄 弱, 产 品 单 一, 结 构 不 合 理 的 问 题 突 出 近 年 来, 高 新 技 术 在 世 界 酶 制 剂 产 业 的 应 用 进 一 步 加 大 了 我 国 酶 制 剂 产 业 与 世 界 先 进 水 平 的 差 距 3.3.3.1 产 品 结 构 不 合 理 剂 型 单 一 目 前 全 球 生 产 酶 制 剂 有 60 余 种 产 品, 达 到 工 业 化 规 模 的 有 20 余 个 系 列 而 我 国 仍 以 糖 化 酶 淀 粉 酶 蛋 白 酶 等 传 统 酶 种 为 主, 缺 少 自 主 知 识 产 权 的 产 品, 特 别 是 新 的 高 端 酶 制 剂 品 种 很 少, 结 构 明 显 不 合 理 由 于 品 种 单 一 和 恶 性 竞 争, 导 致 行 业 经 济 效 益 较 差, 缺 乏 发 展 后 劲 此 外, 目 前 国 际 上 复 合 酶 成 为 酶 制 剂 的 主 流, 其 附 加 值 也 更 高 由 于 复 合 酶 的 开 发 必 须 要 以 酶 制 剂 的 生 产 和 应 用 的 综 合 技 术 实 力 为 背 景, 而 国 内 大 部 分 酶 制 剂 企 业 在 这 一 方 面 尚 缺 乏 强 的 竞 争 实 力, 所 以 表 现 在 大 多 数 产 品 仍 以 单 一 酶 为 主, 技 术 含 量 和 附 加 值 较 低 再 者, 我 国 酶 制 剂 产 品 剂 型 单 一 的 矛 盾 比 较 突 出 在 国 际 上 大 力 发 展 液 剂 型 颗 粒 剂 型 产 品, 重 视 固 定 化 酶 发 展 的 大 趋 势 下, 我 国 由 于 提 取 的 技 术 工 艺 和 装 备 水 平 相 对 落 后, 酶 制 剂 产 品 依 然 以 粗 酶 为 主, 杂 质 多, 质 量 参 差 不 齐, 其 应 用 受 到 很 大 限 制 3.3.3.2 技 术 工 艺 和 装 备 水 平 相 对 落 后 我 国 酶 制 剂 生 产 大 多 采 用 较 传 统 的 发 酵 技 术 分 离 提 取 技 术 和 制 剂 制 备 技 术, 而 国 外 酶 制 剂 的 生 产, 已 经 广 泛 应 用 基 因 工 程 和 蛋 白 质 工 程 人 工 合 成 和 模 拟 定 向 化 改 造 等 技 术, 其 中 以 基 因 工 程 技 术 和 蛋 白 质 工 程 技 术 为 主 的 高 科 技 成 果 在 酶 制 剂 领 域 已 实 现 产 业 化, 带 来 酶 制 剂 产 业 革 命 性 的 飞 跃, 推 动 了 世 界 酶 制 剂 工 业 的 发 展 我 国 在 这 个 领 域 还 很 薄 弱, 自 主 创 新 的 酶 制 剂 应 用 技 术 落 后 于 国 内 相 关 加 工 业 的 快 速 发 展, 成 为 国 产 酶 制 剂 进 一 步 扩 大 市 场 的 瓶 颈 因 素 在 后 提 32

取 技 术 上, 我 国 的 一 些 企 业 还 在 沿 用 多 年 的 硫 酸 铵 盐 析 工 艺 或 发 酵 液 直 接 喷 粉 干 燥 等 落 后 工 艺, 不 仅 影 响 到 产 品 质 量, 还 带 来 了 较 大 的 环 境 污 染 问 题 3.3.3.3 研 发 投 入 和 创 新 能 力 总 体 仍 显 不 足 酶 制 剂 行 业 属 于 技 术 密 集 型 产 业, 需 要 大 量 的 R&D 投 入, 国 外 酶 制 剂 企 业 的 研 发 投 入 一 般 占 总 销 售 额 的 10% 以 上, 高 的 将 近 15% 而 我 国 目 前 企 业 研 发 投 入 平 均 约 占 销 售 收 入 的 4.5%, 由 于 企 业 规 模 普 遍 较 小, 全 行 业 企 业 每 年 研 发 投 入 的 资 金 总 量 累 计 不 足 1 亿 元 人 民 币, 与 国 外 酶 制 剂 企 业 的 投 入 差 别 较 大, 诺 维 信 近 三 年 的 研 发 投 入 始 终 维 持 在 销 售 收 入 的 13% 以 上,2010 年 研 发 投 入 折 合 人 民 币 约 为 16.9 亿 研 发 投 入 的 不 足, 导 致 我 国 酶 制 剂 企 业 技 术 储 备 薄 弱, 可 持 续 发 展 面 临 巨 大 挑 战 另 一 方 面, 近 年 来 国 家 对 酶 制 剂 科 研 的 支 持 力 度 减 弱, 国 内 曾 经 形 成 的 多 个 酶 制 剂 研 发 基 地 ( 中 心 ) 都 已 经 不 同 程 度 地 退 出 了 酶 制 剂 领 域 由 此 造 成 国 内 酶 制 剂 产 业 的 研 究 和 开 发 方 面 后 劲 不 足, 落 后 于 世 界 先 进 水 平 3.3.3.4 应 用 的 深 度 和 广 度 不 够 应 用 的 深 度 和 广 度 体 现 在 应 用 技 术 和 应 用 范 围 两 方 面 在 国 外 一 些 发 达 国 家 的 酶 制 剂 公 司, 根 据 生 产 的 品 种 相 应 建 立 有 应 用 车 间, 有 一 批 专 业 人 员 研 究 应 用 技 术, 根 据 原 料 工 艺 和 装 备 的 情 况, 通 过 试 验 提 出 相 应 的 解 决 方 案 或 将 应 用 单 位 请 来 观 看 应 用 试 验, 或 到 应 用 厂 家 现 场 服 务, 有 一 整 套 应 用 技 术 文 件 国 内 在 这 方 面 力 度 不 够, 企 业 不 注 重 后 续 应 用 技 术 研 究, 限 制 市 场 的 进 一 步 拓 展 3.3.4 我 国 酶 制 剂 工 业 的 未 来 发 展 我 国 酶 制 剂 工 业 的 出 路 在 于 技 术 创 新, 必 须 形 成 自 己 强 有 力 的 技 术 创 新 体 系, 才 有 可 能 取 得 酶 制 剂 工 业 的 长 足 发 展 要 通 过 争 取 国 家 在 酶 制 剂 行 业 的 立 项 支 持, 尽 快 建 立 起 一 些 具 有 一 定 规 模 和 一 定 研 究 水 平 的 酶 制 剂 研 发 基 地, 并 形 成 科 研 生 产 一 条 龙 体 系, 加 快 科 研 成 果 的 产 业 化 技 术 创 新 基 地 的 建 设 当 以 企 业 为 主 体, 在 国 家 政 府 支 持 的 同 时 融 入 包 括 高 校 在 内 的 多 方 力 量, 以 求 在 高 新 技 术 领 域 实 现 一 些 重 大 突 破, 使 我 国 在 世 界 酶 制 剂 市 场 保 持 一 定 的 竞 争 优 势 加 快 酶 制 剂 行 业 国 家 工 程 研 究 中 心 与 企 业 技 术 中 心 建 设, 鼓 励 和 支 持 销 售 规 模 超 亿 元 的 企 业, 或 通 过 组 建 技 术 创 新 联 盟, 或 通 过 建 立 自 己 的 酶 制 剂 应 用 研 究 中 心, 加 强 应 用 技 术 研 究 加 强 酶 制 剂 行 业 公 共 技 术 创 新 服 务 平 台 建 设, 加 大 平 台 为 企 业 和 政 府 的 服 务 力 度, 聚 集 资 源, 优 势 组 合, 营 造 酶 制 剂 行 业 积 极 向 上 的 创 新 氛 围 和 高 效 运 转 的 支 撑 系 统 加 强 具 有 自 主 知 识 产 权 的 产 品 及 技 术 研 发 特 别 注 重 生 物 能 源 用 酶 制 剂 造 纸 工 业 用 酶 制 剂 纺 织 工 业 用 酶 制 剂 食 品 加 工 用 酶 制 剂 饲 料 工 业 用 酶 制 剂 和 洗 涤 工 业 用 酶 制 剂 等 酶 制 剂 产 品 的 研 发, 同 时, 注 重 挖 掘 新 型 酶 助 剂, 将 单 一 酶 改 良 为 复 合 酶, 提 高 酶 制 剂 的 性 能 和 应 用 效 率 在 酶 制 剂 工 业 后 处 理 技 术 方 面, 33

要 加 快 推 进 膜 分 离 技 术 颗 粒 酶 造 粒 技 术 及 发 酵 废 液 后 处 理 技 术 的 研 发 推 广 和 应 用 3.4 大 宗 发 酵 品 抗 生 素 维 生 素 氨 基 酸 生 物 碱 解 热 镇 痛 药 激 素 构 成 我 国 出 口 原 料 药 的 主 力 军, 抗 生 素 类 原 料 药 是 国 内 最 大 的 医 药 类 出 口 创 汇 产 品 2010 年, 出 口 商 品 中, 抗 生 素 维 生 素 氨 基 酸 类 有 机 酸 类 和 动 物 脏 器 提 取 的 生 化 类 原 料 药 是 出 口 的 主 体 虽 然 未 能 改 变 大 宗 产 品 的 低 附 加 值 出 口 主 导 状 况, 但 在 重 要 性 方 面 已 有 改 观, 甜 味 剂 抗 病 毒 药 ( 抗 艾 滋 病 药 ) 心 血 管 用 药 香 料 类 激 素 类 原 料 药 逐 渐 显 露 强 势, 且 发 酵 型 化 学 合 成 类 大 宗 产 品 构 成 大 量 出 口 原 料 药 绝 对 数 量 优 势, 这 体 现 了 我 国 在 发 酵 合 成 产 业 的 强 大 制 造 能 力, 但 同 时 也 加 重 了 环 保 能 源 资 源 消 耗 的 负 担 3.4.1 氨 基 酸 3.4.1.1 氨 基 酸 产 业 规 模 稳 步 增 长 氨 基 酸 作 为 生 命 有 机 体 蛋 白 质 的 基 本 组 成 单 位, 在 人 和 动 物 的 营 养 健 康 方 面 发 挥 着 重 要 的 作 用 从 我 国 的 角 度 看, 氨 基 酸 产 业 在 我 国 社 会 和 经 济 生 活 中 具 有 非 常 重 要 的 不 可 替 代 的 作 用, 是 提 升 农 副 产 品 附 加 值 解 决 三 农 问 题 和 就 业 率 的 重 要 途 径 从 全 球 的 角 度 看, 自 从 上 世 纪 发 酵 法 生 产 谷 氨 酸 成 功 以 后, 世 界 各 国 纷 纷 开 展 氨 基 酸 发 酵 的 研 究 与 生 产, 规 模 及 产 量 得 到 迅 速 发 展, 目 前, 氨 基 酸 工 业 发 展 较 快 的 国 家 有 日 本 美 国 和 中 国, 近 几 年, 西 欧 德 国 和 亚 洲 一 些 国 家 也 加 快 了 发 展, 如 印 度 尼 西 亚, 韩 国 的 谷 氨 酸 钠 和 赖 氨 酸 也 大 量 出 口 据 统 计, 氨 基 酸 及 其 衍 生 物 的 种 类 已 由 上 世 纪 60 年 代 的 50 种 左 右 发 展 到 现 在 的 1000 余 种 国 际 上 氨 基 酸 生 产 综 合 性 厂 家 主 要 有 日 本 味 之 素 协 和 发 酵 美 国 ADM 韩 国 的 希 杰 公 司 以 及 德 国 Degussa 等 公 司, 日 本 在 氨 基 酸 产 量 品 种 和 技 术 水 平 上 均 居 世 界 领 先 地 位 近 年 来, 我 国 氨 基 酸 产 业 保 持 了 较 高 的 年 增 长 率, 产 业 规 模 呈 现 稳 步 的 增 长 态 势, 尤 其 是 2005 年 之 后 ( 除 2009 年 出 现 负 增 长 外 ) 年 增 长 率 保 持 在 10% 以 上 2010 年, 我 国 氨 基 酸 工 业 总 产 量 超 过 300 万 吨, 其 中 大 宗 氨 基 酸 产 品 谷 氨 酸 及 其 盐 产 量 达 220 万 吨, 较 2009 年 增 长 2.67%, 占 世 界 总 产 量 的 70% 以 上, 居 世 界 第 一 目 前 我 国 氨 基 酸 产 业 规 模 以 上 生 产 厂 家 已 达 近 百 家, 年 产 值 448 亿 元, 利 税 50 多 亿 元, 已 成 为 氨 基 酸 产 品 的 世 界 工 厂 2010 年 1-11 月, 我 国 氨 基 酸 工 业 总 产 值 达 到 了 599.61 亿 元, 同 比 增 长 了 20.2% 34

700 600 工 业 总 产 值 ( 亿 元 ) 500 400 300 200 100 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 年 1-11 月 图 6 2005-2010 年 我 国 氨 基 酸 行 业 工 业 总 产 值 数 据 来 源 : 国 家 统 计 局 3.4.1.2 大 品 种 产 量 继 续 稳 步 推 进 目 前, 我 国 已 能 工 业 化 生 产 的 氨 基 酸 品 种 有 谷 氨 酸 赖 氨 酸 蛋 氨 酸 苏 氨 酸 异 亮 氨 酸 亮 氨 酸 缬 氨 酸 脯 氨 酸 天 冬 氨 酸 胱 氨 酸 精 氨 酸 苯 丙 氨 酸 等 统 计 显 示,2010 年, 我 国 氨 基 酸 产 业 发 展 态 势 良 好, 工 业 总 产 量 超 过 300 万 吨, 其 中 大 宗 氨 基 酸 产 品 谷 氨 酸 及 其 盐 产 量 达 220 万 吨, 较 2009 年 增 长 2.67%, 占 世 界 总 产 量 的 70% 以 上, 居 世 界 第 一 2011 年 上 半 年, 全 国 谷 氨 酸 及 味 精 生 产 量 约 128 万 吨, 较 去 年 同 期 国 家 统 计 数 据 134 万 吨 相 比, 减 除 其 中 15% 左 右 的 重 复 计 算, 增 长 幅 度 在 10% 以 上 ; 谷 氨 酸 类 产 品 出 口 15 万 吨 左 右, 比 去 年 同 期 的 10 万 吨 增 长 50%, 详 见 表 从 谷 氨 酸 生 产 地 区 分 布 来 看, 河 南 山 东 和 河 北 的 味 精 产 量 合 计 占 国 内 的 60%, 江 浙 沪 地 区 过 去 一 直 是 中 国 味 精 的 重 点 产 地, 现 该 地 区 的 味 精 产 量 仍 占 国 内 总 产 量 的 1/4 目 前 我 国 味 精 生 产 已 呈 集 约 化, 几 家 主 要 公 司 的 谷 氨 酸 发 酵 能 力 占 全 国 谷 氨 酸 总 产 能 的 60%, 但 国 内 仍 有 众 多 中 小 企 业 在 继 续 生 产 味 精 迄 今 为 止, 国 内 约 有 50 多 家 企 业 在 生 产 味 精 由 于 味 精 在 亚 太 地 区 国 家 有 极 其 稳 定 的 市 场, 且 增 长 势 头 保 持 在 5%~6%, 故 展 望 今 后 几 年 该 产 品 仍 将 继 续 保 持 增 长 态 势 表 11 2006-2010 年 全 国 味 精 的 产 量 及 增 长 率 年 度 2006 2007 2008 2009 2010 2011( 上 半 年 ) 35

产 量 ( 万 吨 ) 164 191 184 210 216 128 增 长 率 (%) 16.6-3.6 14.1 2.8 10 3.4.1.3 小 品 种 规 模 化 发 展 有 待 提 高 目 前 我 国 氨 基 酸 产 业 规 模 以 上 生 产 企 业 已 达 到 近 百 家, 总 产 量 超 过 300 万 吨, 但 我 国 氨 基 酸 原 料 生 产 基 本 还 处 于 大 而 不 强 的 状 态 : 谷 氨 酸 赖 氨 酸 等 大 品 种 均 占 据 了 国 际 主 要 份 额, 而 诸 如 蛋 氨 酸 之 类 在 国 际 市 场 畅 销 的 小 品 种 却 仍 未 能 出 人 头 地 迄 今 为 止, 国 产 总 量 仅 数 千 吨, 而 国 内 市 场 蛋 氨 酸 需 求 量 则 高 达 10 万 吨 目 前, 蛋 氨 酸 的 市 场 应 用 主 要 应 用 于 饲 料 行 业 2010 年, 国 内 进 口 蛋 氨 酸 ( 固 体 )10.242084 万 吨, 较 2009 年 增 长 7.32% 从 蛋 氨 酸 生 产 技 术 来 看, 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, 近 年 来, 国 内 部 分 企 业 也 有 意 加 入 蛋 氨 酸 生 产 的 行 列, 并 且 在 2010 年, 已 有 蛋 氨 酸 项 目 规 模 化 生 产, 例 如 重 庆 紫 光 天 化 蛋 氨 酸 有 限 公 司 1 万 吨 / 年 的 饲 料 级 DL- 蛋 氨 酸 生 产 装 置 建 成 投 产, 这 也 成 为 国 内 目 前 唯 一 一 家 饲 料 级 蛋 氨 酸 生 产 商, 详 细 见 表 表 12 2010 年 国 内 蛋 氨 酸 主 要 供 应 商 产 能 供 应 量 分 布 生 产 企 业 产 能 ( 万 吨 / 年 ) 国 内 供 应 量 ( 万 吨 / 年 ) 国 内 市 场 份 额 德 固 赛 35 5.71 32.2% 安 迪 苏 25 2.80 15.8% 诺 维 司 28 3.83 21.6% 住 友 14 4.72 26.6% 俄 罗 斯 2.5 0.09 0.4% 重 启 紫 光 1 0.6 3.4% 合 计 105.5 17.75 1 3.4.1.4 产 业 创 新 有 待 加 强 我 国 谷 氨 酸 产 量 位 居 世 界 第 一, 但 从 国 际 氨 基 酸 产 业 的 布 局 氨 基 酸 生 产 技 术 氨 基 酸 产 业 资 源 综 合 利 用 水 平 来 看, 我 国 还 不 是 发 酵 强 国 36

从 国 际 氨 基 酸 产 业 的 布 局 来 看, 日 本 控 制 着 全 球 氨 基 酸 60% 的 份 额 ; 日 本 法 国 和 德 国 等 国 际 蛋 氨 酸 生 产 大 国 的 产 品 长 期 以 来 一 直 占 据 我 国 蛋 氨 酸 市 场 ; 日 本 味 之 素 德 国 巴 斯 夫 协 和 发 酵 株 式 会 社 等 则 是 国 际 苏 氨 酸 生 产 巨 头 ; 即 使 是 在 我 国 占 有 优 势 的 谷 氨 酸 领 域, 我 国 谷 氨 酸 出 口 仍 未 及 总 产 量 的 15% 从 氨 基 酸 生 产 技 术 来 看, 与 国 际 氨 基 酸 行 业 相 比, 我 国 氨 基 酸 行 业 存 在 着 创 新 品 种 较 少, 产 品 研 发 能 力 弱 ; 资 源 能 源 消 耗 大, 环 境 问 题 比 较 突 出 ; 工 艺 技 术 相 对 落 后, 发 酵 产 率 和 转 化 率 低 等 问 题, 以 氨 基 酸 发 酵 技 术 为 例, 虽 然 我 国 氨 基 酸 发 酵 技 术 已 经 取 得 了 显 著 进 展, 部 分 技 术 已 经 达 到 国 际 先 进 水 平, 但 与 国 际 先 进 水 平 相 比, 科 技 创 新 能 力 依 然 较 弱, 有 些 产 品 只 有 少 数 部 分 企 业 可 以 生 产, 而 且 只 能 少 量 生 产, 即 使 是 我 国 氨 基 酸 行 业 龙 头 企 业 也 无 法 与 跨 国 企 业 相 比 虽 然 近 年 来 研 究 开 发 投 入 比 例 明 显 增 加, 但 仍 显 相 对 不 足, 拥 有 自 主 知 识 产 权 的 新 型 氨 基 酸 产 品 相 对 较 少, 新 兴 产 品 比 例 相 对 较 低, 新 产 品 产 业 化 能 力 较 弱 ; 装 备 自 动 化 和 国 产 化 水 平 较 低, 生 产 工 艺 和 技 术 水 平 与 国 际 先 进 水 平 相 比 还 有 一 定 差 距, 关 键 技 术 仍 需 要 突 破, 国 际 竞 争 力 不 足, 自 主 创 新 能 力 的 建 设 亟 待 加 强 和 提 升 从 氨 基 酸 产 业 资 源 综 合 利 用 水 平 来 看, 我 国 氨 基 酸 产 业 资 源 综 合 利 用 水 平 不 高, 目 前 一 些 发 达 国 家 原 料 利 用 率 已 达 到 99%, 而 我 国 平 均 水 平 在 95%, 大 部 分 企 业 都 是 以 淀 粉 为 原 料 进 行 发 酵 生 产, 原 料 中 30% 的 非 淀 粉 副 产 物 除 胚 芽 榨 油 外, 其 余 加 工 成 饲 料, 没 有 进 行 深 度 加 工 生 产 附 加 值 高 的 产 品 以 谷 氨 酸 ( 味 精 ) 为 例, 味 精 属 于 低 等 产 业, 谷 氨 酸 是 世 界 上 规 模 最 大 的 氨 基 酸 品 种, 近 年 来, 味 精 年 产 量 已 经 接 近 200 万 吨, 产 值 可 达 200 亿 元,2006 年 就 已 达 到 134 亿 元 但 是 却 耗 费 太 多 的 粮 食 3.4.1.5 政 策 引 导 促 进 产 业 升 级 面 对 我 国 氨 基 酸 行 业 的 发 展 现 状, 国 家 政 策 的 引 导 将 促 进 我 国 氨 基 酸 产 业 的 技 术 创 新 和 结 构 优 化 是 未 来 行 业 发 展 的 趋 势 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 表 13 国 家 针 对 氨 基 酸 行 业 出 台 引 导 政 策 颁 布 机 构 政 策 具 体 内 容 1 国 务 院 战 略 性 新 兴 产 生 物 制 造 产 业 开 展 新 型 工 程 菌 新 型 酶 制 剂 氨 37

2 国 家 发 展 改 革 委 3 国 家 发 展 改 革 委 科 学 技 术 部 工 信 部 商 务 部 和 知 识 产 权 局 4 中 国 生 物 发 酵 产 业 协 会 业 发 展 规 划 产 业 结 构 调 整 目 录 (2011 年 本 ) 当 前 优 先 发 展 的 高 技 术 产 业 化 重 点 领 域 指 南 (2011 年 度 ) (2011 年 10 号 ) 发 酵 行 业 十 二 五 发 酵 规 划 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 鼓 励 发 展 发 酵 法 工 艺 生 产 小 品 种 氨 基 酸 ( 赖 氨 酸 谷 氨 酸 除 外 ), 同 时 限 制 5 万 吨 / 年 以 下 且 采 用 等 电 离 交 工 艺 的 味 精 生 产 线, 淘 汰 3 万 吨 / 年 以 下 味 精 生 产 装 置 鼓 励 开 发 小 品 种 高 附 加 值 氨 基 酸 的 食 品 和 大 宗 发 酵 制 品 的 绿 色 生 产 技 术, 利 用 生 物 质 生 产 聚 氨 基 酸 等 可 降 解 材 料 发 酵 工 业 积 极 推 动 高 附 加 值 发 酵 制 品 的 产 业 化 进 程, 开 发 新 型 氨 基 酸 等 高 附 加 值 产 品 ; 提 升 高 成 长 性 高 附 加 值 产 品 的 比 重 和 水 平, 加 强 产 品 的 应 用 推 广 3.4.2 维 生 素 维 生 素 是 营 养 类 产 品 中 补 充 剂 类 产 品 的 重 要 组 成 部 分 维 生 素 不 能 像 糖 类 蛋 白 质 及 脂 肪 那 样 可 以 产 生 能 量, 组 成 细 胞, 但 是 他 们 对 生 物 体 的 新 陈 代 谢 起 调 节 作 用 目 前 全 球 营 养 类 产 品 的 市 值 大 约 在 2360 亿 美 元, 未 来 几 年 全 球 营 养 成 分 市 场 将 以 年 均 6.2% 的 速 度 增 长 在 全 球 最 大 的 营 养 类 产 品 市 场 美 国, 采 用 直 销 方 式 销 售 的 营 养 类 产 品 中, 补 充 剂 产 品 占 市 场 份 额 的 50% 维 生 素 类 占 其 中 的 38% 近 年 来, 维 生 素 类 补 充 剂 是 全 球 营 养 类 产 品 中 增 长 最 快 的 领 域 目 前, 全 世 界 范 围 内 使 用 最 为 普 遍 的 维 生 素 原 料 是 VC VE 和 VA, 三 者 每 年 全 球 市 场 份 额 超 过 20 亿 美 元 2009 年 全 球 维 生 素 原 料 药 的 市 场 总 产 量 为 24 万 吨, 金 额 为 38 亿 美 元 其 中,VC 市 场 份 额 超 过 11 亿 美 元 ;VE 为 16 亿 美 元 其 余 的 VB1 VB2 VB5 VB6 VB12 VD3 和 生 物 素, 每 个 品 种 也 都 有 0.5 亿 ~1.5 亿 美 元 的 市 场 3.4.2.1 产 业 规 模 总 体 过 剩 随 着 维 生 素 产 业 高 速 发 展, 速 度 太 快 监 管 缺 失 导 致 部 分 种 类 维 生 素 的 生 产 如 同 脱 缰 的 野 马, 一 启 动 就 收 不 住 车, 引 发 产 能 过 剩, 进 而 影 响 出 口 价 格 从 我 国 VC 行 业 的 发 展 历 程 来 看, 一 直 处 于 VC 价 格 上 升, 生 产 企 业 便 盲 目 投 产, 进 而 导 致 供 需 平 衡 被 打 破, 价 格 快 速 回 落 ; 然 后 有 生 产 企 业 被 迫 退 出, 供 需 重 新 平 衡 这 样 一 个 周 期 性 循 环 过 程 例 如 1992-1993 年 间,VC 的 价 格 曾 高 达 每 公 斤 12-14 美 元, 巨 大 的 利 润 空 间 吸 引 了 中 国 企 业 过 度 投 资, 高 峰 时 期 国 内 VC 生 产 厂 家 则 38

高 达 28 家, 新 增 竞 争 者 太 多 导 致 企 业 间 的 价 格 战, 随 之 对 VC 出 口 价 产 生 重 要 影 响 ;2008 年 -2009 年,VC 价 格 再 度 高 企, 大 量 中 小 企 业 纷 纷 上 马 VC 生 产 项 目, 转 而 再 度 造 成 我 国 VC 行 业 产 能 过 剩, 据 统 计, 期 间 整 个 行 业 的 总 产 能 超 过 20 万 吨 我 国 维 生 素 产 业 发 展 已 经 到 了 关 键 时 刻, 一 方 面 是 VC 潜 在 产 能 已 经 突 破 了 全 球 需 求 的 天 花 板, 未 来 必 将 面 对 日 益 抬 高 的 贸 易 壁 垒 和 汇 率 变 化 ; 另 一 方 面,VC 供 大 于 求 必 将 引 发 国 内 企 业 之 间 的 价 格 大 战, 而 随 着 2011 年 以 来 生 产 VC 的 原 料 ( 特 别 是 玉 米 ) 的 价 格 快 速 上 涨, 原 料 供 给 已 经 出 现 预 警, 企 业 之 间 的 恶 性 竞 争 将 更 加 残 酷 3.4.2.2 产 业 结 构 有 待 改 进 在 全 球 维 生 素 产 业 链 条 中, 中 国 处 于 上 游, 出 口 的 品 种 主 要 集 中 在 VC VE VA VB1 VB2 VB6,VB12 等 原 料 药 荷 兰 老 牌 维 生 素 企 业 帝 斯 曼 和 德 国 巴 斯 夫 公 司 则 处 于 产 业 链 下 游, 他 们 的 优 势 在 于 维 生 素 下 游 预 混 料 领 域 2010 年 我 国 维 生 素 类 产 品 出 口 数 量 增 加 了 33.5%, 出 口 平 均 价 格 同 比 下 降 了 16.6%, 这 是 维 生 素 类 产 品 价 格 连 续 四 个 景 气 年 之 后 的 首 次 下 降 其 降 幅 之 惊 人, 在 整 个 原 料 药 出 口 中 实 属 罕 见 究 其 原 因, 主 要 是 维 生 素 类 两 大 支 柱 产 品 维 生 素 C 和 维 生 素 E 的 价 格 下 降 2010 年 维 生 素 C 出 口 数 量 增 长 46.8%, 出 口 单 价 下 降 31.3%; 维 生 素 E 出 口 数 量 增 长 30.6%, 出 口 单 价 下 降 3.3% 3.4.2.3 维 生 素 产 业 集 聚 十 分 明 显 维 生 素 是 营 养 类 产 品 中 补 充 剂 类 产 品 的 重 要 组 成 部 分 维 生 素 不 能 像 糖 类 蛋 白 质 及 脂 肪 那 样 可 以 产 生 能 量, 组 成 细 胞, 但 是 他 们 对 生 物 体 的 新 陈 代 谢 起 调 节 作 用 在 全 球 最 大 的 营 养 类 产 品 市 场 美 国, 采 用 直 销 方 式 销 售 的 营 养 类 产 品 中, 补 充 剂 产 品 占 市 场 份 额 的 50% 维 生 素 类 占 其 中 的 38% 近 年 来, 维 生 素 类 补 充 剂 是 全 球 营 养 类 产 品 中 增 长 最 快 的 领 域 目 前, 全 世 界 范 围 内 使 用 最 为 普 遍 的 维 生 素 原 料 是 VC VE 和 VA, 三 者 每 年 全 球 市 场 份 额 超 过 20 亿 美 元 2010 年, 我 国 维 生 素 类 原 料 药 发 展 势 头 良 好, 工 业 总 产 量 超 过 19 万 吨, 其 中, 河 北 省 产 量 高 达 71774.257 吨, 位 居 第 一 另 外 浙 江 省 辽 宁 省 和 江 苏 省 等 地 区 的 维 生 素 产 量 也 达 到 了 万 吨 级, 产 业 集 聚 十 分 明 显, 详 见 表 2-9 维 生 素 C 由 于 应 用 范 围 广 泛 成 为 最 为 大 众 熟 知 的 产 品, 中 国 医 药 保 健 品 进 出 口 商 会 数 据 显 示, 维 生 素 C 是 维 生 素 族 群 中 的 大 宗 品 种 作 为 维 生 素 C 生 产 大 国, 我 国 拥 有 全 球 90% 的 生 产 能 力 目 前, 业 内 公 认 的 维 生 素 C 五 大 家 族 分 别 是 东 北 制 药 华 北 制 药 石 药 集 团 江 山 制 药 和 后 起 之 秀 山 东 鲁 维 制 药 其 中, 石 药 集 团 和 山 东 鲁 维 制 药 产 能 约 为 3-3.5 万 吨 ; 东 北 制 药 产 能 约 为 2.5 万 吨 ; 华 北 制 药 和 江 山 制 药 产 能 都 在 2 万 吨 左 右, 五 大 家 族 的 产 能 总 和 约 12 万 吨, 39

与 全 球 维 生 素 C 总 需 求 量 大 致 相 当 国 际 上 可 与 他 们 匹 敌 的 只 有 维 生 素 巨 头 帝 斯 曼, 其 大 约 拥 有 2.3 万 吨 产 能 表 14 2010 年 我 国 维 生 素 类 原 料 药 产 量 出 口 量 序 号 地 区 产 量 ( 吨 ) 出 口 量 ( 吨 ) 1 河 北 省 71774.257 46248.000 2 浙 江 省 57472.365 25164.347 3 辽 宁 省 26830.750 21486.100 4 江 苏 省 20918.085 16626.900 5 广 东 省 5336.000 4349.000 6 湖 北 省 3996.579 1883.000 7 重 庆 市 2034.136 1343.100 8 山 东 省 1826.860 26.580 9 黑 龙 江 省 890.490 0 10 内 蒙 古 自 治 区 801.000 0 11 四 川 省 242.000 239.000 12 宁 夏 自 治 区 168.950 76.820 13 天 津 市 117.000 14 广 西 自 治 区 58.198 0 15 吉 林 省 33.800 0 16 山 西 省 2.585 0.600 17 上 海 市 3.844 0 总 计 全 国 192506.899 117443.450 来 源 : 中 国 医 药 统 计 年 报 (2010) 3.4.2.4 产 业 技 术 有 待 提 高 维 生 素 生 产 过 程 中 涉 及 一 下 如 合 成 品 种 如 VE VA 的 关 键 中 间 体, 或 是 发 酵 品 种 所 需 的 菌 种, 而 这 些 都 存 在 门 槛 这 些 关 键 技 术 的 制 约, 也 影 响 了 景 气 周 期 的 长 度 按 照 国 家 来 分, 国 内 维 生 素 行 业 对 VD3 VB2 VB5 和 VC 的 技 术 控 制 能 力 是 最 强 的 但 国 内 各 企 业 间 还 存 在 技 术 扩 散 的 问 题, 具 体 到 企 业,VE 目 前 是 技 术 门 槛 最 高 的, 详 细 见 表 40

表 15 国 内 企 业 对 维 生 素 关 键 中 间 体 或 技 术 的 控 制 能 力 序 号 品 种 关 键 技 术 ( 中 间 体 ) 国 内 企 业 对 技 术 的 控 制 1 VA 柠 檬 酸 较 弱 2 VB1 γ- 氯 代 乙 酰 丙 醇 较 弱 3 VB2 菌 种 较 强 4 VB3 三 甲 呲 啶 一 般 5 VB5 菌 种 拆 分 技 术 较 强 6 VB6 5- 乙 氧 基 -4- 甲 基 恶 唑 较 弱 7 VB12 菌 种 较 弱 8 VC 两 步 发 酵 法 强 9 VD3 光 转 化 技 术 较 强 10 VE 异 植 物 醇 和 三 甲 基 氢 醌 一 般 11 VH 环 酸 较 弱 12 K3 配 套 产 品 生 产 机 催 化 技 术 一 般 3.4.3 抗 生 素 抗 生 素 产 业 是 生 物 医 药 的 重 大 产 业,60 年 来, 中 国 抗 生 素 产 量 总 体 规 模 已 达 世 界 第 一, 在 青 霉 素 链 霉 素 四 环 素 土 霉 素 和 庆 大 霉 素 等 原 料 药 生 产 方 面 拥 有 绝 对 优 势, 并 在 数 十 个 产 品 的 研 发 生 产 定 价 市 场 等 方 面 打 破 了 欧 美 国 家 的 垄 断 地 位, 形 成 了 一 批 规 模 化 产 业 集 团 和 完 整 产 业 链, 抗 生 素 品 种 研 发 实 力 不 断 提 升,100 余 个 抗 生 素 品 种 实 现 了 产 业 化 3.4.3.1 抗 生 素 产 业 总 体 规 模 世 界 第 一 抗 生 素 产 业 是 生 物 医 药 的 重 大 产 业,60 年 来, 中 国 抗 生 素 产 量 总 体 规 模 已 达 世 界 第 一, 在 青 霉 素 链 霉 素 四 环 素 土 霉 素 和 庆 大 霉 素 等 原 料 药 生 产 方 面 拥 有 绝 对 优 势, 并 在 数 十 个 产 品 的 研 发 生 产 定 价 市 场 等 方 面 打 破 了 欧 美 国 家 的 垄 断 地 位, 形 成 了 一 批 规 模 化 产 业 集 团 和 完 整 产 业 链, 抗 生 素 品 种 研 发 实 力 不 断 提 升,100 余 个 抗 生 素 品 种 实 现 了 产 业 化 41

中 国 是 世 界 上 率 先 制 造 出 青 霉 素 的 7 个 国 家 之 一 1944 年, 中 国 生 产 出 了 第 一 批 5 万 单 位 / 瓶 的 盘 尼 西 林 ( 俗 称 青 霉 素 ), 挽 救 了 不 少 人 的 生 命 1950 年, 青 霉 素 钾 盐 结 晶 试 验 成 功, 并 在 上 海 第 三 制 药 厂 投 入 生 产 但 当 时 全 国 抗 生 素 的 总 产 量 只 有 几 十 吨 此 后 的 60 年 中, 中 国 抗 生 素 的 生 产 量 以 极 快 的 速 度 增 长 抗 生 素 的 普 及 使 许 多 曾 经 严 重 危 害 人 类 生 命 的 感 染 性 疾 病 得 到 了 有 效 的 控 制 据 专 家 介 绍, 出 生 婴 儿 死 亡 率 和 手 术 后 感 染 率 因 此 大 幅 度 降 低, 人 类 的 平 均 寿 命 延 长 了 15 到 20 年 据 统 计, 目 前 中 国 抗 生 素 的 产 量 合 计 14.7 万 吨, 其 中 2.47 万 吨 用 于 出 口 全 世 界 75% 的 青 霉 素 工 业 盐 产 于 中 国,80% 的 头 孢 菌 素 类 抗 生 素 产 于 中 国,90% 的 链 霉 素 类 抗 生 素 产 于 中 国 目 前, 中 国 已 成 为 全 球 抗 生 素 产 量 最 大 的 国 家, 在 许 多 原 料 药 生 产 方 面 已 在 全 球 拥 有 绝 对 优 势 中 国 同 时 也 是 抗 生 素 用 量 大 国, 医 院 的 药 物 消 耗 量 中,30% 左 右 为 抗 生 素 药, 有 的 基 层 医 院 则 高 达 50% 3.4.3.2 产 业 结 构 有 待 改 进 抗 生 素 被 认 为 是 二 十 世 纪 医 药 界 最 伟 大 的 发 明 之 一 由 于 抗 生 素 的 广 泛 推 广 和 使 用, 使 鼠 疫 结 核 痢 疾 等 多 种 在 历 史 上 作 恶 多 端 的 传 染 病 得 以 控 制 现 在 由 于 抗 生 素 的 滥 用, 我 们 又 将 回 到 抗 生 素 诞 生 前 的 黑 暗 岁 月 中 国 每 年 有 8 万 人 死 于 抗 生 素 滥 用, 中 国 是 抗 生 素 使 用 大 国, 也 是 抗 生 素 生 产 大 国 据 估 计, 我 国 每 年 生 产 的 抗 生 素 原 料 大 约 为 21 万 吨, 出 口 3 万 吨, 其 余 自 用 ( 包 括 医 疗 与 农 业 使 用 ), 人 均 年 消 费 量 138 克 左 右 ( 美 国 仅 13 克 ), 抗 生 素 的 滥 用 在 全 世 界 的 养 殖 业 是 非 常 普 遍 的, 但 在 中 国 显 得 更 为 严 重 养 殖 业 也 是 抗 生 素 滥 用 的 重 灾 区, 我 国 抗 生 素 一 半 用 于 临 床, 一 半 用 于 畜 牧 养 殖 业 据 推 算, 中 国 每 年 生 产 的 大 约 21 万 吨 抗 生 素 原 料 中 有 9.7 万 吨 用 于 畜 牧 养 殖 业, 占 年 总 产 量 的 46.1% 自 二 十 世 纪 50 年 代 发 现 饲 料 中 低 浓 度 的 抗 生 素 不 但 可 以 预 防 动 物 疾 病, 还 可 以 促 进 畜 禽 生 长 以 来, 各 种 抗 生 素 就 广 泛 添 加 于 饲 料 中 但 由 于 抗 生 素 本 来 的 功 能 是 通 过 杀 灭 或 者 抑 制 进 入 机 体 的 病 原 菌 治 疗 疾 病, 它 不 是 动 物 所 必 需 的 营 养 素, 没 有 必 要 在 日 常 饲 料 中 添 加, 更 不 应 该 在 饲 料 中 大 剂 量 添 加, 造 成 对 人 类 健 康 和 食 品 安 全 的 危 害 3.4.3.3 产 业 市 场 国 际 化 国 内 抗 生 素 企 业 纷 纷 通 过 了 FDA COS PMDA TGA TPD 等 国 际 认 证, 中 国 抗 生 素 产 品 更 多 地 走 向 全 球 高 端 市 场 ; 同 时, 跨 国 药 企 也 纷 纷 抢 滩 中 国 市 场, 通 过 合 资 合 作 委 托 加 工 等 多 种 形 式, 带 动 了 抗 生 素 国 内 竞 争 国 际 化 国 际 竞 争 国 内 化 的 新 局 面 的 形 成 浙 江 海 正 与 美 国 礼 来 合 资 生 产 卷 曲 霉 素 鲁 抗 与 明 治 合 资 生 产 麦 迪 霉 素 广 州 白 云 山 与 DSM 合 作 生 产 口 服 头 孢 华 药 与 印 度 兰 花 合 资 生 产 头 孢 无 菌 原 料 药, 42

带 动 了 抗 生 素 新 技 术 新 产 品 的 升 级 引 进, 华 药 哈 药 石 药 齐 鲁 联 邦 等 青 霉 素 头 孢 类 原 料 药 通 过 COS(EDMF) 认 证, 特 别 是 浙 江 海 正 抗 肿 瘤 原 料 药 等 通 过 FDA 认 证, 带 动 了 国 内 抗 生 素 国 际 竞 争 力 的 不 断 增 强 ( 见 表 6) 表 16 FDA 认 证 的 主 要 抗 生 素 原 料 药 企 业 代 表 制 药 企 业 江 西 东 风 华 北 制 药 浙 江 海 正 肇 庆 星 湖 通 过 FDA 认 证 品 种 青 霉 素 钾 两 性 霉 素 B 盐 酸 阿 霉 素 盐 酸 柔 红 霉 素 丝 裂 霉 素 妥 布 霉 素 碱 硫 酸 博 莱 霉 素 利 巴 韦 林 3.4.4 有 机 酸 3.4.4.1 发 酵 有 机 酸 概 述 发 酵 有 机 酸 是 一 种 重 要 的 生 物 技 术 产 品, 在 食 品 饲 料 医 药 化 工 环 保 等 诸 多 领 域 有 广 泛 应 用, 其 中 大 约 有 70% 用 于 食 品 行 业, 医 药 和 化 妆 品 占 10%, 化 学 工 业 15%, 其 他 行 业 5%, 这 是 化 工 方 法 生 产 的 有 机 酸 所 不 能 替 代 的 目 前 比 较 重 要 的 有 机 酸 主 要 包 括 柠 檬 酸 乳 酸 醋 酸 葡 萄 糖 酸 衣 康 酸 长 链 二 元 酸 琥 珀 酸 富 马 酸 苹 果 酸 酒 石 酸 丙 酮 酸 等 (1) 柠 檬 酸 (Citric acid) 又 名 枸 橼 酸, 学 名 为 3- 羟 基 -3- 羧 基 戊 二 酸, 是 生 物 体 主 要 代 谢 产 物 之 一, 因 其 具 有 令 人 愉 悦 的 酸 味, 入 口 爽 快, 无 后 酸 味, 安 全 无 毒, 已 成 为 世 界 上 生 产 量 和 消 费 量 最 大 的 食 用 有 机 酸 目 前, 柠 檬 酸 全 世 界 年 产 能 达 160 万 吨 以 上, 亚 洲 产 量 约 90 万 吨, 欧 洲 30 万 吨 左 右, 北 美 30 万 吨 左 右, 南 美 10 万 吨 左 右, 非 洲 1 万 吨 左 右 (2) 衣 康 酸 又 名 亚 甲 基 丁 二 酸, 广 泛 用 于 涂 料 乳 化 剂 合 成 树 脂 表 面 粘 结 剂 润 滑 油 添 加 剂 和 医 药 产 品 的 生 产 中 衣 康 酸 的 年 总 需 求 量 约 为 10 万 吨, 在 工 业 上 主 要 用 发 酵 法 来 制 备, 原 料 主 要 有 葡 萄 糖 蔗 糖 以 及 淀 粉 水 解 糖 糖 蜜, 生 产 菌 种 主 要 有 衣 康 酸 曲 和 土 曲 霉 (Asp. terrus), 主 要 生 产 厂 家 有 美 国 辉 瑞 制 药 和 日 本 磐 田 株 式 会 社 葡 萄 糖 酸 被 广 泛 应 用 于 食 品 医 药 行 业 和 水 处 理 行 业, 全 世 界 葡 萄 糖 酸 的 年 量 约 为 6 万 吨, 目 前 工 业 多 用 发 酵 法 来 生 产, 菌 种 主 要 使 用 青 霉 (Penicillium) 或 曲 霉 (Aspergillus), 采 用 现 代 通 气 搅 拌 深 层 发 酵 技 术 进 行 生 产 (3) 苹 果 酸 又 名 羟 基 丁 二 酸, 在 医 药 食 品 及 工 业 等 方 面 都 有 广 泛 用 途, 世 界 年 产 量 在 10 万 吨 以 上, 在 工 业 上 L- 苹 果 酸 可 以 用 发 酵 法 ( 主 要 是 使 用 酵 母 菌 对 糖 类 进 行 发 酵 ), 也 可 以 通 过 固 定 酶 法 ( 采 用 富 马 酸 为 原 料 ) 来 生 产 (4) 葡 萄 糖 酸 被 广 泛 应 用 于 食 品 医 药 行 业 和 水 处 理 行 业 目 前 工 业 多 用 发 酵 法 来 生 产 葡 萄 糖 酸 菌 种 主 要 使 用 青 霉 (Penicillium) 43

或 曲 霉 (Aspergillus), 采 用 现 代 通 气 搅 拌 深 层 发 酵 技 术 进 行 生 产, 从 上 个 世 纪 60 年 代 开 始 发 展 出 使 用 固 定 化 细 胞 和 固 定 化 酶 的 方 法 目 前 全 世 界 葡 萄 糖 酸 每 年 的 生 产 量 约 为 60,000 吨, 葡 萄 糖 酸 钠 是 产 量 最 多 的 葡 萄 糖 酸 衍 生 物 全 球 主 要 的 葡 萄 糖 酸 及 其 衍 生 物 的 生 产 商 包 括 美 国 的 辉 瑞 制 药 公 司 Bristol-Meyers 公 司 等 国 内 的 主 要 的 生 产 厂 商 包 括 : 浙 江 天 益 食 品 添 加 剂 有 限 公 司 山 东 欣 宏 医 药 有 限 公 司 等 (5) 木 糖 醇 可 用 作 适 合 糖 尿 病 患 者 食 用 的 甜 味 剂, 同 时 具 有 防 龋 功 能, 广 泛 应 用 于 化 工 医 药 轻 工 等 领 域 发 酵 法 生 产 木 糖 醇 具 有 工 艺 条 件 温 和 成 本 低 等 优 点, 但 研 究 成 果 大 多 数 还 处 于 实 验 室 阶 段 全 球 木 糖 醇 消 费 量 约 占 多 元 醇 总 量 的 12%, 每 年 约 为 14 万 吨, 在 糖 醇 类 产 品 中, 仅 次 于 山 梨 醇, 位 于 第 2 我 国 目 前 主 要 的 木 糖 醇 生 产 企 业 有 : 河 北 宝 硕 股 份 有 限 公 司 糖 醇 分 公 司 山 东 禹 城 福 田 药 业 公 司 等, 目 前 国 内 最 大 木 糖 醇 生 产 企 业 产 能 为 3 万 吨 我 国 木 糖 木 糖 醇 产 品 90% 以 上 出 口, 而 国 内 木 糖 醇 的 使 用 量 仅 占 总 产 量 的 5% 从 世 界 酸 味 剂 市 场 来 看, 柠 檬 酸 总 产 量 占 世 界 的 80% 左 右, 其 中,70%~80% 用 于 生 产 饮 料 食 品, 其 余 用 于 医 药 化 工 环 保 化 妆 品 纺 织 印 染 建 筑 等 各 个 领 域 因 此 本 文 以 柠 檬 酸 为 代 表, 详 细 阐 述 国 内 外 发 酵 有 机 酸 工 业 发 展 现 状 3.4.4.2 国 外 发 酵 有 机 酸 工 业 发 展 现 状 柠 檬 酸 (citric acid), 又 名 枸 橼 酸, 学 名 为 3- 羟 基 -3- 羧 基 戊 二 酸, 是 生 物 体 主 要 代 谢 产 物 之 一, 因 其 具 有 令 人 愉 悦 的 酸 味, 入 口 爽 快, 无 后 酸 味, 安 全 无 毒, 已 成 为 世 界 上 生 产 量 和 消 费 量 最 大 的 食 用 有 机 酸 目 前, 柠 檬 酸 全 世 界 年 产 能 达 160 万 吨 以 上, 亚 洲 产 量 约 90 万 吨, 欧 洲 30 万 吨 左 右, 北 美 30 万 吨 左 右, 南 美 10 万 吨 左 右, 非 洲 1 万 吨 左 右 其 中, 亚 洲 主 要 集 中 在 中 国, 欧 洲 主 要 集 中 在 比 利 时 和 英 国, 北 美 主 要 集 中 在 美 国 和 加 拿 大, 南 美 主 要 在 巴 西 消 费 以 欧 美 为 最 大 的 市 场, 两 市 场 合 计 消 费 量 占 全 球 总 消 费 量 的 70% 3.4.4.2.1 欧 洲 欧 洲 是 除 中 国 以 外 全 球 柠 檬 酸 第 二 大 生 产 地 区, 柠 檬 酸 生 产 企 业 的 经 济 和 技 术 力 比 较 雄 厚, 一 般 都 是 集 研 发 和 生 产 一 体 化 的 跨 国 集 团, 相 比 中 国 柠 檬 酸 行 业, 在 技 术 和 理 上 有 很 大 的 领 先 优 势 如 Jungbunzlauer( 工 厂 在 奥 地 利 ),Roche ( 工 厂 在 比 利 时 ),Cerest( 工 厂 在 意 大 利 ),ADM ingrediented( 工 厂 在 英 国 ), GADOT Biochemical 和 Bayer 等 这 些 公 司 的 柠 檬 酸 规 模 都 在 年 产 量 5 万 吨 以 上, 使 欧 洲 柠 檬 酸 总 产 量 达 到 30 万 吨 无 水 柠 檬 酸 是 欧 洲 的 主 要 消 费 品 种, 每 年 消 费 量 在 30 万 吨 以 上, 每 年 消 费 一 水 柠 檬 10 万 ~12 万 吨 由 于 欧 洲 生 产 的 一 柠 檬 酸 量 很 少, 每 年 约 2 万 吨, 所 以 每 年 需 要 进 口 8 万 ~10 万 吨 的 一 水 柠 檬 酸, 其 中 中 国 是 最 大 的 供 货 地 欧 洲 客 户 对 产 品 质 量 非 常 关 注, 产 品 要 求 达 到 欧 盟 的 相 关 标 准, 尽 管 中 国 大 部 分 产 品 44

都 标 明 达 到 其 标 准, 但 实 上 真 正 达 标 的 不 多, 因 此 受 各 种 因 素 制 约, 中 国 产 品 的 价 格 比 欧 洲 市 场 平 均 价 格 低 50~80 欧 元 / 吨 3.4.4.2.2 美 国 美 国 是 柠 檬 酸 的 生 产 大 国 和 消 费 大 国, 每 年 生 产 柠 檬 酸 约 25 万 吨, 柠 檬 酸 消 费 约 为 35 万 吨 美 国 的 三 大 柠 檬 酸 生 产 商 成 三 足 鼎 立 之 势 其 中 ADM(Archer Danid Midlan) 为 规 模 最 大 的 生 产 厂 家 该 公 司 建 立 于 1905 年, 年 产 量 为 9 万 吨 ; 其 次 为 Cargill 和 Tate&Lyle, 年 产 量 分 别 为 8 万 吨 6 万 吨 由 于 消 费 习 惯 的 原 因, 美 国 柠 檬 酸 市 场 需 要 的 主 要 品 种 是 无 水 柠 檬 酸, 平 均 价 格 约 1135~1200 美 元 / 吨 从 2000 年 下 半 年 开 始,3 家 美 国 主 要 生 产 商 针 对 中 国 产 品 强 大 的 竞 力, 采 取 降 价 措 施 争 夺 市 场, 降 价 幅 度 约 10%, 市 场 竞 争 十 分 激 烈 此 外, 美 国 的 进 口 商 非 常 注 重 产 品 品 质, 产 品 不 仅 要 符 合 英 国 药 典 标 准 相 关 要 求, 更 要 符 合 美 国 标 准 相 关 要 求 由 于 美 国 进 口 商 对 中 国 的 生 产 厂 家 很 了 解, 一 般 都 会 指 定 购 买 某 个 企 业 的 产 品 3.4.4.3 国 内 发 酵 有 机 酸 工 业 发 展 现 状 20 世 纪 70 年 代, 以 柠 檬 酸 发 酵 工 业 建 立 为 里 程 碑, 我 国 发 酵 有 机 酸 工 业 进 人 了 蓬 勃 发 展 的 新 时 代, 目 前 已 形 成 具 有 相 当 规 模 和 技 术 水 平 以 及 品 种 齐 全 的 工 业 体 系, 部 分 有 机 酸 的 生 产 技 术 已 达 到 或 接 近 世 界 先 进 水 平 尤 其 是 近 几 年 柠 檬 酸 工 业 高 速 发 展, 产 量 跃 居 世 界 之 首, 成 为 我 国 单 项 化 工 产 品 出 口 额 第 一 的 产 品, 标 志 着 我 国 发 酵 有 机 酸 工 业 的 崛 起 3.4.4.3.1 产 业 集 中 度 增 强 目 前, 我 国 柠 檬 酸 工 业 的 集 约 化 程 度 已 经 达 到 很 高 水 平, 企 业 数 量 已 经 从 过 去 的 100 多 家 减 少 到 20 余 家, 主 要 集 中 在 山 东 安 徽 江 苏 等 地 其 中, 生 产 规 模 较 大 的 企 业 主 要 有 山 东 潍 坊 英 轩 实 业 有 限 公 司 日 照 鲁 信 金 禾 生 化 有 限 公 司 安 徽 丰 原 生 化 有 限 公 司 山 东 柠 檬 生 化 有 限 公 司 宜 兴 协 联 生 化 有 限 公 司 等, 其 总 产 量 约 占 全 国 的 80% 以 上 骨 干 企 业 的 生 产 规 模 高 达 20 万 吨 / 年, 单 条 生 产 线 的 最 大 产 能 超 过 8 万 吨 / 年 山 东 省 安 徽 省 江 苏 省 其 它 17% 10% 11% 62% 图 7 我 国 主 要 省 份 柠 檬 酸 产 量 分 布 图 45

潍 坊 英 轩 日 照 金 禾 丰 原 生 化 山 东 柠 檬 宜 兴 协 联 其 它 19% 15% 14% 7% 30% 15% 图 8 主 要 企 业 柠 檬 酸 产 量 分 布 图 3.4.4.3.2 产 品 产 量 稳 步 增 长 进 入 十 一 五 以 来, 在 国 家 产 业 政 策 的 指 导 下, 随 着 科 技 创 新 和 技 术 进 步 科 技 推 广 应 用 和 产 业 化 步 伐 的 加 快, 我 国 柠 檬 酸 品 质 大 为 改 观, 生 产 技 术 水 准 原 料 能 耗 和 水 耗 指 标 都 取 得 了 巨 大 进 步, 产 品 产 量 得 到 稳 步 增 长, 据 统 计,2010 年 我 国 有 机 酸 总 产 量 达 130 万 吨 左 右, 其 中 柠 檬 酸 98 万 吨, 乳 酸 12 万 吨, 其 他 有 机 酸 20 万 吨 近 年 来 我 国 柠 檬 酸 产 量 情 况 见 图 产 量 ( 万 吨 ) 120 100 80 60 40 20 0 2006 2007 2008 2009 2010 年 份 图 9 2006-2010 年 我 国 柠 檬 酸 产 量 分 布 图 3.4.4.3.3 出 口 稳 定 增 长 十 一 五 期 间, 我 国 发 酵 有 机 酸 行 业 出 口 呈 稳 定 增 长 态 势, 国 际 竞 争 力 显 著 提 高, 据 不 完 全 统 计,2010 年 柠 檬 酸 产 品 出 口 量 为 85.11 万 吨, 出 口 额 为 80272 万 美 元, 分 别 较 2009 年 提 高 11.75% 27.06% 其 中, 柠 檬 酸 出 口 量 为 73.42 万 吨, 出 口 额 为 68644 万 美 元, 分 别 较 2009 年 提 高 11.53% 提 高 28.10%; 柠 檬 酸 46

盐 和 酯 出 口 11.69 万 吨, 出 口 额 11628 万 美 元, 分 别 较 2009 年 提 高 13.17% 21.25%, 详 见 图 出 口 量 ( 万 吨 ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2006 2007 2008 2009 2010 年 份 图 10 2006-2010 年 我 国 柠 檬 酸 出 口 量 出 品 额 ( 万 美 元 ) 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 2006 2007 2008 2009 2010 年 份 图 11 2006-2010 年 我 国 柠 檬 酸 出 口 额 3.4.4.3.4 生 产 技 术 水 平 不 断 提 升 近 年 来, 随 着 柠 檬 酸 生 产 企 业 大 型 化 与 集 约 化 程 度 生 产 技 术 水 平 及 自 动 化 程 度 的 不 断 提 高, 各 项 生 产 技 术 指 标 都 得 到 优 化, 生 产 技 术 水 平 得 到 不 断 提 升 据 统 计,2010 年, 我 国 柠 檬 酸 行 业 吨 产 品 平 均 粮 耗 为 1.90 吨, 与 2009 年 基 本 持 平 ; 平 均 汽 耗 为 5.10 吨, 较 2009 年 降 低 5.03%, 其 中, 汽 耗 最 低 是 4.30 吨, 最 高 为 9.37 吨 ; 平 均 电 耗 963.8 度, 较 2009 年 下 降 3.30%, 其 中, 电 耗 最 低 为 855 度, 最 高 为 1279 度 ; 平 均 水 耗 25.45 吨, 较 2009 年 下 降 2.38%, 其 中, 水 耗 最 低 水 平 为 18 吨 以 内, 最 高 为 37.2 吨 平 均 产 酸 率 为 14% 左 右, 平 均 发 酵 周 期 为 60h, 其 中 发 酵 周 期 最 短 为 55h; 行 业 平 均 总 收 率 为 90% 左 右 3.4.4.3.5 节 能 减 排 初 见 成 效 由 于 柠 檬 酸 发 酵 和 提 取 技 术 水 平 的 提 高 和 节 能 减 排 措 施 有 力, 行 业 的 污 染 排 放 量 逐 年 减 少 ; 行 业 环 保 核 查 以 及 欧 盟 以 牺 牲 环 保 为 借 口 的 反 倾 销 调 查, 极 大 地 推 动 了 柠 檬 酸 行 业 的 三 废 处 理, 经 过 几 年 的 努 力, 三 废 处 理 已 经 从 被 动 的 末 端 治 47

理 转 变 为 资 源 化 的 循 环 经 济 模 式, 并 取 得 显 著 成 效, 目 前, 绝 大 多 数 柠 檬 酸 生 产 企 业 能 够 对 冷 却 水 冷 凝 水 循 环 利 用, 生 产 过 程 产 生 的 废 糖 水 进 行 资 源 化 再 利 用, 并 建 设 有 效 的 废 水 处 理 装 置, 正 常 运 行 并 注 重 实 效 3.4.4.3.6 装 备 情 况 大 为 改 观 新 技 术 新 材 料 新 设 备 的 应 用 有 了 很 多 新 的 收 获 不 少 相 关 行 业 的 成 果, 如 酶 技 术 膜 技 术 计 算 机 技 术 和 先 进 装 置 等 越 来 越 多 地 被 采 用 设 备 趋 于 大 型 化 连 续 化 自 动 化 各 种 形 式 的 带 式 过 滤 机 已 广 泛 应 用, 多 效 蒸 发 连 续 结 晶 设 备 已 实 现 国 产 化 工 艺 控 制 水 平 大 幅 提 高, 多 数 工 厂 已 建 立 了 自 动 化 监 控 系 统 和 完 善 的 计 量 网 络 特 别 是 提 取 技 术 的 重 大 突 破 和 新 提 取 生 产 线 的 建 成 投 产, 在 柠 檬 酸 工 业 史 上, 具 有 划 时 代 的 意 义 3.4.4.4 存 在 问 题 近 年 来, 我 国 柠 檬 酸 行 业 经 过 多 年 的 技 术 革 新, 生 产 技 术 水 准 原 料 能 耗 和 水 耗 指 标 都 取 得 巨 大 进 步, 产 品 品 质 大 为 改 观, 产 量 已 位 居 世 界 第 一 但 与 国 际 先 进 水 平 相 比, 仍 然 存 在 较 大 差 距, 主 要 体 现 在 原 料 供 应 紧 张 生 产 菌 种 水 平 较 低 发 酵 过 程 与 装 备 技 术 落 后 等 方 面, 致 使 某 些 产 品 的 原 料 和 能 源 消 耗 大, 生 产 成 本 高 污 染 严 重, 在 全 球 经 济 竞 争 中 存 在 着 巨 大 的 风 险 3.4.4.4.1 生 产 原 料 供 应 紧 张 目 前, 我 国 柠 檬 酸 发 酵 的 主 要 原 料 是 木 薯 和 玉 米, 其 中, 玉 米 占 有 较 大 的 比 重 2009 年, 我 国 玉 米 工 业 消 费 量 超 4000 万 吨, 而 2010 年 随 着 玉 米 深 加 工 业 产 能 的 扩 大, 玉 米 需 求 量 也 更 大 特 别 山 东 河 南 河 北 等 发 酵 行 业 聚 集 地 的 玉 米 消 耗 量 大 大 超 过 当 地 玉 米 产 量, 玉 米 供 应 紧 张, 价 格 上 涨, 这 从 很 大 程 度 上 影 响 了 柠 檬 酸 工 业 发 展 3.4.4.4.2 缺 乏 高 性 能 生 产 菌 种 目 前, 我 国 的 传 统 微 生 物 产 业 的 现 有 生 产 菌 株 整 体 发 酵 水 平 与 发 达 国 家 有 较 大 差 距, 国 外 许 多 有 机 酸 产 品 采 用 基 因 工 程 菌 生 产, 而 我 国 许 多 相 关 产 品 的 生 产 菌 株 则 主 要 还 是 采 用 传 统 的 常 规 筛 选 和 诱 变 育 种 等 手 段, 基 因 工 程 方 面 的 研 究 大 多 还 停 留 在 实 验 室 水 平, 少 有 成 功 工 程 菌 研 究 报 道 3.4.4.4.3 发 酵 过 程 与 装 备 技 术 落 后 我 国 发 酵 过 程 工 程 研 究 相 对 落 后, 单 条 生 产 线 的 规 模 相 对 偏 小, 控 制 手 段 一 般, 自 动 化 程 度 不 高, 劳 动 生 产 率 较 低, 资 源 综 合 利 用 与 清 洁 生 产 水 平 不 够 缺 乏 高 效 的 自 主 研 发 的 反 应 器 分 离 装 备 工 业 化 用 发 酵 罐 ( 特 别 是 大 宗 发 酵 产 品 ) 多 数 尚 未 采 用 计 算 机 优 化 控 制, 主 要 是 凭 经 验 产 物 分 离 纯 化 基 本 是 仿 照 国 外 多 年 前 的 技 术, 没 有 进 行 更 新 改 造, 产 物 质 量 回 收 率 普 遍 低 于 发 达 国 家 同 类 产 品 此 外, 产 物 分 离 纯 化 设 备 基 本 依 赖 进 口, 生 产 成 本 较 高, 国 际 竞 争 力 较 弱 3.4.5 淀 粉 糖 48

3.4.5.1 淀 粉 糖 概 述 淀 粉 糖 是 用 含 淀 粉 质 的 原 料 经 过 生 物 酶 制 剂 液 化 糖 化 精 制 而 成 的 是 淀 粉 深 加 工 产 量 最 大 的 产 品 它 的 消 费 领 域 广, 消 费 数 量 大, 为 推 动 食 品 工 业 的 发 展 和 促 进 以 生 物 科 技 带 动 农 业 产 业 化 发 展 做 出 了 重 要 贡 献 在 我 国 蔗 糖 尚 不 能 满 足 市 场 需 求 的 情 况 下, 淀 粉 糖 的 发 展 为 市 场 提 供 了 多 糖 源, 这 对 于 稳 定 市 场 价 格, 带 动 农 民 增 收, 促 进 农 业 和 食 品 工 业 协 调 发 展 有 着 重 要 意 义 淀 粉 糖 作 为 新 型 甜 味 剂 正 在 越 来 越 广 泛 地 应 用 在 食 品 工 业 中, 既 提 升 了 食 品 的 品 质, 又 改 善 了 人 民 身 体 素 质 3.4.5.2 国 外 淀 粉 糖 行 业 情 况 世 界 上 除 少 数 具 有 丰 富 甘 蔗 资 源 的 国 家 以 外, 发 达 国 家 淀 粉 糖 的 消 费 量 都 很 高, 目 前 全 球 淀 粉 糖 的 年 产 量 已 远 远 超 过 2000 万 吨, 其 中 数 量 最 多 的 是 果 葡 糖 3.4.5.2.1 美 国 美 国 生 产 淀 粉 糖 已 有 150 多 年 历 史, 是 世 界 最 大 的 淀 粉 糖 生 产 国 家,2009 年 淀 粉 糖 总 量 1046 万 吨 ( 干 重 ) 从 美 国 淀 粉 糖 发 展 历 史 来 看, 从 1850 年 开 始 生 产 酸 转 化 糖 浆 至 1976 年 开 发 了 第 二 代 55% 果 葡 糖 浆,1981 年 又 开 始 生 产 结 晶 果 糖 和 含 20%~50% 果 糖 的 各 种 糖 浆, 无 论 是 生 产 技 术 还 是 生 产 装 备, 都 走 在 了 世 界 的 前 列 3.4.5.2.2 法 国 在 欧 洲 国 家 中 较 有 特 色 的 是 法 国 罗 盖 特 公 司 (ROQUETTE), 建 于 1933 年, 开 始 只 生 产 土 豆 淀 粉 淀 粉 糖 浆 糊 精, 逐 步 发 展 小 麦 玉 米 淀 粉, 现 在 西 班 牙 意 大 利 英 国 德 国 和 美 国 都 有 罗 盖 特 公 司 和 工 厂, 前 几 年 在 中 国 也 建 立 了 工 厂, 该 公 司 以 生 产 无 热 源 一 水 葡 萄 糖 和 山 梨 醇 ( 液 体 和 结 晶 山 梨 醇 ) 最 为 著 名, 山 梨 醇 质 优 价 廉, 世 界 上 生 产 维 生 素 C 的 大 公 司 和 许 多 牙 膏 厂 都 向 该 公 司 购 买 法 国 研 究 最 多 的 是 乳 果 糖 (LocthIoee), 这 种 糖 在 结 肠 中 被 消 化 道 菌 丛 转 化 成 低 分 子 量 有 机 酸, 导 致 肠 道 内 ph 值 下 降 并 刺 激 结 肠 蠕 动, 保 持 大 便 通 畅, 也 可 用 于 治 疗 肝 性 脑 病, 预 防 肝 昏 迷 3.4.5.2.3 日 本 日 本 淀 粉 糖 产 量 约 230 万 吨, 果 葡 糖 浆 占 50 %, 人 均 消 耗 淀 粉 糖 约 18 公 斤, 日 本 开 发 新 产 品 的 能 力 强, 拥 有 先 进 的 分 离 技 术, 发 酵 工 程, 提 取 技 术, 酶 的 开 发 研 究 也 很 有 成 就, 加 上 先 进 的 生 产 设 备, 所 以 日 本 淀 粉 糖 的 品 种 比 较 多, 除 传 统 的 酸 法 和 酶 法 转 化 的 糖 浆 果 萄 糖 浆 和 高 DE 值 葡 萄 糖 浆 外, 还 生 产 不 同 含 量 的 麦 芽 糖 浆, 以 及 麦 芽 三 糖 糖 浆, 麦 芽 四 糖 糖 浆 等 结 晶 糖 有 口 服 规 格 一 水 糖 和 无 水 葡 萄 糖, 医 用 规 格 无 水 葡 萄 糖 和 结 晶 麦 芽 糖 日 本 低 聚 糖 种 类 较 多, 另 外, 日 本 是 首 个 提 出 功 能 性 糖 概 念 的 国 家, 对 淀 粉 糖 功 能 性 的 开 发 和 应 用 起 到 了 很 大 的 引 导 作 用 3.4.5.3 我 国 淀 粉 糖 概 况 我 国 淀 粉 糖 的 发 展 历 史 很 长, 过 去 人 们 吃 的 饴 糖 关 东 糖 以 及 人 们 熟 悉 的 葡 萄 糖 等 都 是 淀 粉 糖 但 长 期 以 来, 我 国 淀 粉 糖 生 产 成 本 居 高 不 下, 一 直 未 得 到 大 49

的 发 展, 到 1999 年, 全 国 淀 粉 糖 产 量 只 有 60 万 吨 进 入 21 世 纪 以 来, 淀 粉 糖 企 业 勇 于 开 拓, 大 胆 创 新, 积 极 引 进 国 外 先 进 技 术, 特 别 是 在 关 键 技 术 和 关 键 设 备 上 进 行 国 产 化, 使 得 生 产 成 本 大 幅 降 低, 行 业 也 得 到 了 飞 速 发 展 企 业 逐 步 向 规 模 化 集 约 化 发 展, 山 东 西 王 集 团 公 司 和 山 东 鲁 洲 食 品 集 团 公 司 已 分 别 在 香 港 和 新 加 坡 成 功 上 市, 这 标 志 着 发 展 中 的 淀 粉 糖 企 业 正 在 做 大 做 强, 正 在 进 入 国 际 市 场 3.4.5.3.1 产 量 和 规 模 十 一 五 期 间, 淀 粉 糖 在 规 模 产 量 品 种 等 方 面 得 到 了 快 速 发 展 淀 粉 糖 的 产 量 从 2006 年 的 500 万 吨 发 展 到 2010 年 的 923 万 吨, 产 量 几 乎 翻 了 一 翻 2010 年 我 国 淀 粉 糖 总 产 值 超 过 200 亿 元 详 见 图 产 量 ( 万 吨 ) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 923 703 740 636 500 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 年 份 系 列 1 图 12 2006-2010 年 淀 粉 糖 产 量 增 长 示 意 图 3.4.5.3.2 产 品 种 类 淀 粉 糖 的 品 种 由 原 来 的 五 六 个 品 种 发 展 到 现 在 的 三 十 几 个 品 种, 包 括 麦 芽 糊 精 葡 萄 糖 浆 麦 芽 糖 ( 饴 糖 ) 麦 芽 糖 浆 高 麦 芽 糖 浆 果 葡 糖 浆 ( 主 要 单 个 品 种 F42 F55 F90) 啤 酒 糖 浆 一 水 葡 萄 糖 无 水 注 射 葡 萄 糖 等 淀 粉 糖 按 品 种 划 分 在 食 品 中 的 应 用 主 要 有 : 麦 芽 糖 浆 和 高 麦 芽 糖 浆 主 要 用 于 乳 制 品 和 糖 果 的 生 产 和 啤 酒 专 用 糖 浆, 近 几 年 需 求 量 比 较 大 ; 液 体 葡 萄 糖 和 结 晶 葡 萄 糖 一 部 分 用 于 发 酵 行 业 和 化 工 业, 一 部 分 用 于 糕 点 等 食 品 加 工 业, 还 可 以 作 为 其 它 淀 粉 深 加 工 产 品 的 工 业 原 料 果 葡 糖 浆 主 要 用 于 饮 料 糕 点 等 食 品 行 业, 2007 年 以 来 受 蔗 糖 市 场 价 格 的 影 响, 果 葡 糖 浆 产 能 出 现 较 快 扩 张 态 势, 目 前 果 葡 糖 已 经 在 我 国 淀 粉 糖 产 业 中 占 有 很 重 要 的 地 位 3.4.5.3.3 产 业 集 聚 淀 粉 糖 企 业 所 有 制 形 式 发 生 根 本 改 变, 淀 粉 糖 生 产 的 集 中 度 进 一 步 提 高, 2009 年 淀 粉 糖 20 强 企 业 淀 粉 糖 的 生 产 规 模 占 行 业 总 规 模 的 85%,2009 年 行 业 中 前 10 名 企 业 销 售 额 约 160 亿 元, 占 总 销 售 额 的 近 85% 生 产 规 模 上 已 和 国 外 公 司 媲 美 2009 年 淀 粉 糖 产 量 在 10 万 吨 以 上 的 企 业 17 个, 集 中 在 山 东 吉 林 河 北 河 南 广 东 5 个 省 山 东 吉 林 河 北 三 省 淀 粉 糖 的 产 量 一 直 保 持 着 前 三 位, 分 别 占 淀 粉 糖 总 产 量 的 44.16% 25.90% 7.98% 50

目 前 我 国 已 经 成 为 世 界 上 的 第 二 大 淀 粉 糖 生 产 基 地 ( 美 国 位 居 世 界 第 一 ), 我 国 淀 粉 糖 生 产 企 业 的 生 产 规 模 生 产 技 术 和 产 品 质 量 均 已 达 世 界 先 进 水 平, 开 发 的 产 品 完 全 具 有 自 主 知 识 产 权, 国 内 市 场 占 有 率 达 90% 以 上, 国 外 市 场 占 有 率 也 逐 年 提 高 3.4.5.3.4 科 技 进 步 淀 粉 糖 行 业 近 年 发 展 快 速, 得 益 于 多 方 面 的 原 因, 但 最 重 要 的 是 技 术 进 步, 生 产 成 本 的 降 低, 为 产 品 开 拓 了 更 加 广 泛 的 市 场 随 着 新 技 术 新 工 艺 新 设 备 和 新 产 品 的 不 断 涌 现, 促 使 了 淀 粉 糖 行 业 的 不 断 深 入 发 展 淀 粉 糖 行 业 全 面 推 广 酶 法 液 化 糖 化 和 喷 射 液 化, 改 善 了 糖 化 前 后 的 过 滤 条 件 采 用 各 种 新 的 净 化 技 术 和 设 备, 使 糖 化 DE 值 达 到 98%, 糖 化 率 在 100% 以 上, 双 酶 法 喷 射 糖 收 率 也 达 到 90% 以 上 由 于 收 率 的 提 高, 淀 粉 糖 的 各 项 单 耗 在 降 低, 比 如, 酸 法 需 要 用 1.8 吨 左 右 绝 干 淀 粉 生 产 1 吨 葡 萄 糖, 而 采 用 双 酶 法 仅 用 0.99 吨 绝 干 淀 粉 此 外 双 酶 法 生 产 结 晶 葡 萄 糖 的 时 间 也 相 对 缩 短, 仅 为 70 小 时, 而 酸 法 需 要 120 小 时 以 上, 从 而 使 结 晶 葡 萄 糖 的 成 本 相 对 下 降 了 很 多, 且 产 品 质 量 优 于 酸 法 膜 分 离 技 术 已 应 用 于 淀 粉 糖 行 业, 主 要 用 于 分 离 含 低 聚 果 糖 低 聚 异 麦 芽 糖 的 葡 萄 糖, 将 所 含 葡 萄 糖 分 离 出 来 后, 可 得 76% 以 上 低 聚 果 糖 和 90% 左 右 的 低 聚 异 麦 芽 糖 将 纳 滤 和 微 滤 应 用 于 无 水 葡 萄 糖 生 产 工 艺 中, 可 将 工 艺 中 21 道 工 序 减 至 11 道 工 序 所 以 说 膜 分 离 技 术 既 能 提 高 我 们 现 有 的 生 产 技 术 水 平, 又 能 大 大 提 高 产 品 质 量, 从 长 远 看 还 能 进 一 步 降 低 成 本 近 年 来, 我 国 淀 粉 糖 工 业 的 自 动 化 和 连 续 化 水 平 有 很 大 的 提 高, 利 用 现 代 化 的 管 理 手 段 如 闭 路 电 视 微 机 控 制 等, 有 的 大 型 淀 粉 糖 生 产 企 业 还 建 立 了 自 己 的 原 料 ( 淀 粉 ) 生 产 厂, 同 时 配 备 了 电 厂, 如 : 山 东 西 王 集 团 山 东 鲁 洲 集 团 保 龄 宝 等, 既 降 低 了 生 产 成 本, 又 抢 占 了 市 场 3.4.5.3.5 品 牌 建 设 为 确 保 生 产 和 服 务 过 程 的 产 品 质 量, 提 升 企 业 的 核 心 竞 争 力, 保 障 食 品 安 全, 使 产 品 质 量 与 国 际 接 轨, 淀 粉 糖 企 业 管 理 体 系 走 上 了 科 学 高 效 的 发 展 轨 道, 行 业 大 中 型 企 业 基 本 都 通 过 了 ISO9000 质 量 体 系 认 证, 很 多 企 业 通 过 了 ISO14000 环 境 等 管 理 体 系 认 证 和 HACCP 食 品 安 全 管 理 体 系 GMP 食 品 洁 净 安 全 认 证, 使 淀 粉 糖 产 品 质 量 提 升, 接 近 国 际 先 进 水 平, 部 分 产 品 已 达 到 国 际 先 进 水 平, 如 结 晶 葡 萄 糖 ( 包 括 一 水 无 水 口 服 ) 等 已 达 到 国 际 先 进 水 平 低 聚 异 麦 芽 糖 质 量 产 量 均 超 过 日 本, 居 亚 洲 第 一 位, 果 葡 糖 浆 (F55) 和 低 聚 异 麦 芽 糖 质 量 指 标 通 过 了 可 口 可 乐 公 司 的 多 次 考 察 和 认 证, 香 港 可 口 可 乐 公 司 在 其 产 品 中 已 采 用 了 低 聚 异 麦 芽 糖, 药 用 结 晶 果 糖 已 批 量 生 产 在 追 求 各 种 科 学 高 效 管 理 体 系 认 证 的 同 时, 行 业 内 企 业 也 意 识 到 品 牌 效 应 对 企 业 发 展 的 影 响, 大 中 型 企 业 都 积 极 参 与 驰 名 商 标 著 名 商 标 以 及 淀 粉 糖 二 十 强 的 认 定 工 作, 增 强 企 业 的 品 牌 效 应, 扩 大 市 场 影 响 力 在 国 家 和 全 球 对 食 品 安 全 高 度 重 视 的 现 状 下, 通 过 各 种 资 质 认 证 和 品 牌 认 定, 使 企 业 的 主 体 51

资 格 和 生 产 经 营 行 为 得 到 有 效 规 范, 使 生 产 条 件 和 经 营 环 境 符 合 食 品 安 全 和 卫 生 要 求, 对 企 业 和 行 业 的 发 展 起 到 了 良 好 的 推 动 作 用 3.4.5.3.6 循 环 经 济 按 照 建 设 资 源 节 约 型 环 境 友 好 型 社 会 的 要 求, 淀 粉 糖 行 业 坚 持 开 发 与 节 约 并 重 节 约 优 先 的 方 针, 按 照 减 量 化 再 利 用 资 源 化 原 则, 大 力 推 进 节 约 资 源, 加 强 资 源 综 合 利 用, 全 面 推 行 清 洁 生 产, 完 善 再 生 资 源 回 收 利 用 体 系, 如 : 推 广 管 束 干 燥 机 废 气 回 收 技 术, 采 用 新 工 艺 进 行 节 水 技 术 改 造, 将 生 产 用 水 封 闭 循 环 利 用, 提 高 水 循 环 利 用 率 等 等 这 些 措 施 大 大 地 减 低 了 企 业 的 生 产 成 本, 经 济 效 益 显 著 提 高, 逐 步 形 成 了 低 投 入 低 消 耗 低 排 放 和 高 效 率 的 节 约 型 循 环 经 济 增 长 方 式 3.4.5.4 淀 粉 糖 行 业 发 展 的 意 义 淀 粉 糖 在 食 品 生 产 中 具 有 广 泛 的 用 途, 淀 粉 糖 用 于 饮 料 生 产 中 具 有 口 味 清 爽 的 特 点, 在 焙 烤 食 品 中 具 有 松 软 不 板 结 和 色 均 匀 稳 定 等 特 点, 还 有 许 多 食 品 都 适 合 用 淀 粉 糖 也 许 人 们 对 淀 粉 糖 还 不 够 认 识, 但 人 们 在 日 常 的 食 品 如 糖 果 糕 点 饮 料 甚 至 啤 酒 中, 都 在 食 用 淀 粉 糖 长 期 以 来, 国 家 一 直 都 在 倡 导 多 糖 源, 借 鉴 国 外 发 达 国 家 的 经 验, 稳 定 食 糖 价 格, 使 得 食 品 工 业 和 人 们 生 活 都 能 够 稳 定 提 高 淀 粉 糖 不 仅 大 量 用 于 食 品 工 业 中, 在 很 多 领 域 都 有 广 泛 用 途, 是 很 多 产 品 的 原 料 和 初 级 产 品 在 发 酵 工 业 生 产 中, 大 都 是 将 玉 米 等 农 产 品 首 先 加 工 成 葡 萄 糖, 再 进 一 步 深 加 工, 如 人 们 熟 悉 的 味 精 酒 精 维 生 素 C 抗 生 素 等 都 是 如 此 在 人 们 日 益 追 求 健 康 的 今 天, 许 多 具 有 功 能 性 的 食 品 越 来 越 受 到 青 睐, 这 其 中 很 多 都 是 淀 粉 糖 淀 粉 糖 工 业 已 成 为 高 科 技 生 物 工 程 的 重 要 组 成 部 分, 是 发 酵 工 业 制 品 乃 至 许 多 食 品 的 技 术 和 物 质 基 础, 它 的 发 展 对 于 稳 定 食 糖 市 场 价 格, 带 动 农 民 增 收, 促 进 农 业 和 食 品 工 业 协 调 发 展 有 着 重 要 意 义 3.4.5.5 存 在 问 题 3.4.5.5.1 原 材 料 淀 粉 糖 可 用 原 料 较 多, 如 木 薯 大 米 秸 秆 等, 但 我 国 淀 粉 糖 生 产 原 料 80% 为 玉 米 2007-2010 年, 我 国 年 产 玉 米 1.6 亿 吨 左 右, 看 似 原 料 充 足, 但 随 着 人 口 增 长 和 粮 食 加 工 业 畜 牧 业 高 速 度 的 持 续 增 长, 淀 粉 糖 生 产 的 原 料 将 长 期 供 应 不 足, 原 料 结 构 单 一 的 问 题 日 益 突 出, 严 重 影 响 到 淀 粉 糖 行 业 快 速 稳 定 地 发 展, 因 此 调 整 原 料 结 构, 增 加 非 粮 原 料 比 重, 实 现 原 料 结 构 多 元 化 成 为 淀 粉 糖 行 业 发 展 所 面 前 一 个 非 常 紧 迫 的 问 题 3.4.5.5.2 区 域 同 质 竞 争 激 烈, 影 响 行 业 的 健 康 发 展 企 业 分 布 集 中 在 玉 米 原 料 产 区, 原 料 价 格 优 势 使 得 产 品 生 产 成 本 降 低, 由 于 企 业 比 较 集 中, 各 地 缺 乏 宏 观 调 控 和 全 局 观 念, 一 定 程 度 上 导 致 企 业 间 的 同 质 重 复 建 设, 出 现 不 正 当 竞 争, 最 终 不 得 不 竞 相 压 价, 这 将 会 造 成 减 产 停 产 和 不 必 要 的 经 济 损 失, 严 重 影 响 行 业 的 健 康 发 展 3.4.5.5.3 高 附 加 值 产 品 比 例 较 低, 品 种 结 构 需 要 不 断 调 整 52

目 前, 淀 粉 糖 品 种 已 经 有 三 十 多 种, 但 产 量 中 比 重 较 大 的 品 种 是 液 体 糖 ( 麦 芽 糖 浆 + 葡 萄 糖 浆 ) 果 葡 糖 浆 等, 这 些 常 规 产 品 占 淀 粉 糖 总 产 量 的 70% 以 上 一 些 高 附 加 值 的 产 品 比 如 功 能 性 糖 类 的 产 量 还 较 低 粗 加 工 产 品 多, 精 深 加 工 产 品 少 3.4.5.6 相 关 建 议 3.4.5.6.1 淀 粉 糖 原 料 多 元 化, 努 力 发 展 非 粮 原 料 玉 米 原 料 问 题 将 是 成 为 我 国 淀 粉 糖 工 业 发 展 的 主 要 制 约 因 素 我 国 人 多 地 少, 粮 食 安 全 至 关 重 要 在 发 展 淀 粉 糖 工 业 同 时 一 定 要 在 确 保 国 家 粮 食 安 全 基 础 上 稳 步 推 进, 要 坚 持 非 粮 为 主 不 与 民 争 粮 不 与 粮 争 地 的 原 则 建 议 鼓 励 开 发 秸 秆 薯 类 等 非 粮 农 作 物 为 原 料 加 工 生 产 淀 粉 糖 类, 从 而 确 保 原 料 供 应 来 源 3.4.5.6.2 加 强 食 品 安 全 能 力 建 设, 加 快 标 准 制 定 与 更 新 步 伐 针 对 淀 粉 糖 行 业 重 点 企 业, 建 立 与 完 善 企 业 内 部 质 量 控 制 网 络 和 食 品 质 量 可 追 溯 体 系 相 关 部 门 应 出 台 相 关 强 制 规 定 与 要 求, 使 企 业 重 视 食 品 安 全 另 外, 应 加 快 行 业 内 新 增 产 品 的 标 准 制 定 工 作, 使 新 产 品 的 应 用 推 广 有 标 准 可 依, 能 尽 快 被 消 费 者 接 受 3.4.5.6.3 相 关 部 门 给 予 支 持 以 鼓 励 企 业 进 行 研 发 创 新 经 过 几 年 的 发 展, 我 国 在 淀 粉 糖 生 产 技 术 方 面 已 经 有 了 很 大 突 破 但 在 转 化 率 和 提 纯 技 术 方 面, 与 发 达 国 家 仍 有 一 定 差 距, 为 了 淀 粉 糖 产 业 的 可 持 续 发 展, 也 为 了 在 激 烈 的 竞 争 中 能 有 一 席 之 地, 科 技 创 新 必 将 是 各 企 业 发 展 中 的 重 中 之 重 相 关 部 门 应 加 大 科 技 立 项 支 持 力 度, 以 鼓 励 企 业 进 行 自 主 研 发 和 创 新, 使 行 业 总 体 水 平 得 到 提 高 3.4.5.6.4 5.4 大 力 推 进 节 能 减 排, 实 现 淀 粉 糖 行 业 可 持 续 发 展 按 照 建 设 节 约 型 社 会 和 环 境 友 好 型 社 会 的 要 求, 淀 粉 糖 行 业 应 建 立 更 切 实 可 行 的 节 能 减 排 指 标 和 方 案, 强 制 性 淘 汰 落 后 产 能, 制 定 更 加 严 格 的 污 染 排 放 标 准, 推 行 清 洁 生 产 和 发 展 循 环 经 济, 以 保 障 行 业 持 续 长 久 的 发 展 3.5 传 统 发 酵 产 品 2010 年 我 国 饮 料 酒 制 造 业 产 量 达 5673.90 万 吨, 同 比 增 长 9.54% 其 中 啤 酒 产 量 为 4483.04 吨, 连 续 九 年 维 持 全 球 最 大 的 产 量 规 模 中 国 啤 酒 行 业 连 续 九 年 维 持 全 球 最 大 的 产 量 规 模, 并 保 持 了 较 为 稳 定 的 增 长 走 势 9 表 17 中 国 2010 年 发 酵 酒 精 产 量 统 计 时 间 发 酵 酒 精 ( 折 96 度. 商 品 量 )( 千 升 ) 本 月 止 累 计 本 月 止 累 计 同 比 增 长 (%) 9 数 据 来 源 : 中 国 糖 酒 年 鉴 2010 53

2001 年 1-12 月 2002 年 1-12 月 2128432.00 7.28 2003 年 1-12 月 2513638.00 30.67 2004 年 1-12 月 2859517.17 12.5 2005 年 1-12 月 3681287.42 35.65 2006 年 1-12 月 5456004.10 44.12 2007 年 1-12 月 6359800.45 17.87 2008 年 1-12 月 6812662.27 4.13 2009 年 1-12 月 7317360.36 6.06 2010 年 1-7 月 4735531.53 15.58 表 18 中 国 饮 料 酒 行 业 产 量 ( 万 千 升 ) 10 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 白 酒 397.08 483.96 569.34 678.85 890.83 啤 酒 3515.17 3931.37 4103.09 4151.77 4483 黄 酒 63.84 75.70 80.93 106.28 134.14 葡 萄 酒 49.5 66.51 69.83 86.66 108.9 10 数 据 来 源 : 中 国 糖 酒 统 计 年 鉴 2010 54

图 13 味 精 酱 油 和 方 便 面 产 量 以 及 2002-2009 年 的 复 合 增 长 率 ( 万 吨 ) 11 图 14 我 国 赖 氨 酸 历 年 产 量 ( 万 吨 ) 12 11 12 数 据 来 源 : 金 元 证 券 公 司 报 告 数 据 来 源 : 国 内 外 主 要 发 酵 类 氨 基 氨 基 酸 产 品 发 展 现 状 55

第 四 章 技 术 分 析 我 国 生 物 制 造 产 业 十 二 五 期 间 的 发 展 战 略 已 经 明 确 : 将 以 培 育 生 物 基 材 料 发 展 生 物 化 工 产 业 和 做 强 现 代 发 酵 产 业 为 重 点, 大 力 推 进 酶 工 程 发 酵 工 程 技 术 和 装 备 创 新 ; 突 破 非 粮 原 料 与 纤 维 素 转 化 关 键 技 术, 培 育 发 展 生 物 醇 酸 酯 等 生 物 有 机 化 工 原 材 料 推 进 生 物 塑 料 生 物 纤 维 等 生 物 材 料 产 业 化 ; 大 力 推 动 绿 色 生 物 工 艺 在 化 工 制 浆 印 染 制 革 等 行 业 中 关 键 工 艺 环 节 的 应 用 示 范 ; 继 续 推 进 工 程 微 生 物 与 清 洁 发 酵 技 术 应 用, 提 升 大 宗 发 酵 新 产 品 的 国 际 竞 争 力 4.1 生 物 制 造 产 业 重 点 发 展 方 向 围 绕 战 略 性 新 兴 产 业 的 培 育 与 专 项 规 划 目 标 的 实 现, 加 强 生 物 制 造 关 键 技 术 的 集 成 示 范, 研 究 开 发 一 批 重 大 生 物 制 造 产 品 和 技 术 系 统, 实 现 产 业 化, 为 我 国 转 变 经 济 发 展 方 式 做 出 重 要 贡 献 (1) 重 大 化 工 产 品 的 生 物 制 造 研 究 生 物 基 平 台 化 合 物 手 性 化 工 中 间 体 生 物 基 材 料 等 重 大 化 工 产 品 的 生 物 制 造 技 术, 形 成 有 机 酸 化 工 醇 溶 剂 生 物 基 材 料 等 产 品 生 物 制 造 的 平 台 技 术 体 系, 形 成 手 性 醇 手 性 酸 甾 体 等 高 附 加 值 手 性 中 间 体 生 产 的 创 新 型 生 化 技 术 路 线, 大 幅 提 升 我 国 生 物 制 造 领 域 科 技 创 新 能 力 与 产 业 技 术 水 平 (2) 大 宗 生 物 基 产 品 的 衍 生 转 化 开 展 大 宗 生 物 基 产 品 的 生 物 技 术 衍 生 转 化 研 究, 突 破 生 物 催 化 剂 改 性 催 化 转 化 反 应 体 系 优 化 产 品 分 离 制 备 等 关 键 技 术, 开 发 柠 檬 酸 到 柠 檬 酸 丁 酯 赖 氨 酸 到 戊 二 胺 乳 酸 到 丙 烯 酸 丙 酮 酸 等 衍 生 转 化 技 术, 促 进 大 宗 生 物 基 产 品 的 工 业 化 应 用 与 生 物 制 造 产 业 链 的 形 成 (3) 木 质 纤 维 素 生 物 糖 化 围 绕 非 粮 原 料 的 利 用, 开 展 生 物 质 物 化 预 处 理 与 生 物 预 处 理 高 效 纤 维 素 酶 秸 秆 酶 法 糖 化 新 工 艺, 实 现 秸 秆 糖 的 生 物 制 造, 研 发 木 质 素 糠 醛 等 产 物 高 效 分 离 与 利 用 技 术, 提 高 木 质 纤 维 素 综 合 利 用 能 力, 力 争 取 得 秸 秆 糖 替 代 玉 米 糖 为 工 业 发 酵 原 料 的 突 破 (4) 非 粮 生 物 能 源 产 品 以 木 薯 秸 秆 菊 芋 甘 蔗 等 非 粮 原 料 与 有 机 废 弃 物 为 原 料, 集 成 生 物 炼 制 与 生 物 转 化 技 术, 发 展 非 粮 生 物 醇 合 成 气 生 物 醇 生 物 制 氢 车 用 甲 烷 等 新 一 代 生 物 燃 料 生 产 关 键 技 术, 促 进 生 物 燃 料 产 业 的 形 成 与 发 展 56

(5) 生 物 油 脂 产 品 开 发 研 究 微 生 物 与 微 藻 优 良 藻 种 的 筛 选 诱 变 和 基 因 组 工 程 技 术 光 反 应 器 高 密 度 培 养 技 术 低 成 本 采 收 分 离 与 提 取 技 术 残 渣 高 值 化 技 术, 开 发 生 物 油 脂 以 及 以 油 脂 为 基 础 的 能 源 燃 料 和 化 学 品 系 列 产 品 (6) 营 养 化 学 品 的 生 物 合 成 研 究 营 养 化 学 品 生 物 催 化 合 成 生 物 拆 分 等 高 效 稳 定 的 工 业 生 物 催 化 与 转 化 技 术 体 系, 开 发 核 苷 酸 非 天 然 氨 基 酸 丙 酮 酸 唾 液 酸 生 物 色 素 生 物 香 料 等 生 物 合 成 新 技 术, 实 现 原 料 水 资 源 能 源 消 耗 与 污 染 物 排 放 的 大 幅 下 降 (7) 糖 生 物 工 程 关 键 技 术 与 重 大 产 品 开 展 糖 链 绿 色 制 备 生 物 合 成 与 转 化 产 品 分 离 与 精 制 等 关 键 技 术 研 究, 建 立 糖 工 程 产 品 功 能 评 价 技 术 和 产 品 标 准 体 系, 开 发 功 能 性 寡 糖 稀 少 糖 及 糖 醇 类 衍 生 物 等 新 产 品, 提 高 相 关 产 品 的 国 际 竞 争 力 (8) 固 体 发 酵 工 艺 系 统 优 化 针 对 大 宗 固 态 发 酵 产 品 的 微 生 物 生 产 与 工 业 生 产 指 标 优 化, 发 展 微 生 物 菌 种 与 群 系 调 控 先 进 发 酵 过 程 控 制 技 术 生 物 产 品 分 离 与 精 制 技 术, 提 高 产 品 质 量, 实 现 清 洁 生 产, 减 少 能 源 与 资 源 消 耗, 减 少 环 境 污 染, 提 高 综 合 效 益 (9) 生 物 废 弃 物 综 合 利 用 研 发 生 物 废 弃 物 资 源 化 高 值 转 化 关 键 技 术, 建 立 成 套 技 术 工 业 示 范, 生 产 价 值 高 市 场 急 需 的 材 料 和 添 加 剂 等 产 品, 形 成 支 撑 以 工 业 发 酵 糟 渣 和 高 浓 有 机 废 水 为 代 表 的 工 业 生 物 废 物 转 化 利 用 的 综 合 技 术 体 系, 促 进 工 业 发 酵 等 轻 工 行 业 清 洁 生 产 (10) 生 物 质 热 转 化 与 气 化 技 术 开 展 催 化 剂 研 制 生 物 质 热 解 及 新 工 艺, 生 物 油 重 整 工 艺 过 程 关 键 技 术 与 装 备 研 究, 进 行 富 氧 生 物 质 气 化 技 术 粗 合 成 气 催 化 重 整 净 化 与 组 分 调 变 技 术 与 装 置 研 究, 研 制 生 物 质 液 化 气 化 系 统, 形 成 针 对 秸 秆 有 机 废 渣 等 生 物 质 的 热 化 学 转 化 与 气 化 技 术 体 系 4.2 技 术 跨 越 的 重 点 围 绕 国 家 重 大 战 略 需 求 与 专 项 规 划 总 体 目 标 的 实 现, 重 点 解 决 生 物 制 造 的 原 料 利 用 产 品 成 本 与 过 程 效 率 等 相 关 科 技 问 题, 形 成 我 国 现 代 生 物 制 造 技 术 体 系, 实 现 产 业 化 应 用, 促 进 生 物 制 造 战 略 性 新 兴 产 业 的 形 成 与 发 展 57

就 具 体 技 术 而 言, 选 择 具 有 基 础 性 与 全 局 性 的 核 心 关 键 技 术, 集 中 优 势 资 源, 实 现 重 点 突 破, 提 高 生 物 制 造 科 技 的 核 心 能 力, 抢 占 国 际 生 物 制 造 研 究 开 发 制 高 点 13 (1) 合 成 生 物 学 技 术 发 掘 天 然 化 合 物 的 自 然 代 谢 途 径, 发 展 基 因 或 基 因 组 的 计 算 机 设 计 人 工 合 成 生 物 元 件 与 模 块 组 装 精 细 调 控 与 优 化 等 技 术, 突 破 重 要 化 合 物 的 人 工 细 胞 合 成 技 术, 实 现 动 植 物 提 取 产 品 的 工 业 合 成 和 石 油 化 学 品 的 发 酵 生 产, 建 立 物 质 生 产 的 新 路 线 进 行 以 人 工 基 因 表 达 产 物 与 纳 米 材 料 结 合, 组 装 新 的 人 工 酶 与 蛋 白 质 分 子 机 器, 形 成 化 学 品 生 物 合 成 的 非 细 胞 体 系 新 路 线 (2) 微 生 物 基 因 组 育 种 技 术 发 展 工 业 菌 种 基 因 组 重 测 技 术 与 代 谢 网 络 重 构 技 术, 基 因 组 删 减 与 进 化 技 术, 转 基 因 改 造 基 因 组 重 排 代 谢 途 径 创 建 技 术 与 系 统 代 谢 工 程 优 化 技 术, 突 破 工 业 菌 株 基 因 组 改 造 技 术, 打 造 新 一 代 生 物 制 造 技 术 核 心, 获 得 高 效 工 程 菌 株, 提 升 我 国 发 酵 工 业 国 际 竞 争 力 (3) 工 业 酶 分 子 改 造 技 术 发 展 酶 蛋 白 计 算 设 计 高 级 结 构 解 析 与 进 化 分 子 改 造 修 饰 高 效 表 达 制 备 固 定 化 等 新 技 术, 突 破 工 业 酶 分 子 改 造 与 新 酶 研 发 的 关 键 技 术, 形 成 我 国 新 一 代 酶 制 剂 工 业 发 展 的 核 心 技 术, 研 制 一 批 新 型 工 业 酶 制 剂, 促 进 工 业 酶 在 化 工 造 纸 纺 织 制 革 等 工 业 过 程 的 应 用 (4) 工 业 蛋 白 质 表 达 技 术 开 展 高 效 表 达 元 件 构 建 受 体 菌 株 的 基 因 组 改 组 代 谢 流 改 组 高 效 遗 传 转 化 等 关 键 技 术 研 究, 研 发 具 有 自 主 知 识 产 权 的 覆 盖 真 核 原 核 的 完 整 微 生 物 表 达 系 统, 获 得 工 业 蛋 白 质 表 达 新 体 系, 打 破 国 外 技 术 垄 断, 大 幅 提 升 大 宗 工 业 酶 制 剂 的 国 际 竞 争 力 (5) 工 业 微 生 物 高 通 量 筛 选 技 术 研 究 基 于 单 酶 或 多 酶 耦 联 的 化 学 发 光 或 荧 光 检 测 高 负 电 荷 结 合 荧 光 共 振 能 量 转 换 检 测 荧 光 互 补 分 析 数 字 影 像 分 光 检 测 表 面 等 离 子 共 振 微 囊 包 埋 细 胞 的 微 流 芯 片 分 选 等 筛 选 模 型 与 方 法, 建 立 工 业 微 生 物 功 能 与 产 物 的 快 速 筛 选 技 术 研 发 基 于 微 阵 列 系 统 多 参 数 并 行 化 生 物 反 应 器 的 高 通 量 发 酵 工 艺 优 化 技 术, 加 速 微 生 物 工 业 化 应 用 进 程 (6) 生 物 炼 制 与 生 物 质 转 化 技 术 13 十 二 五 现 代 生 物 制 造 科 技 发 展 专 项 规 划. 2011.11. 58

发 展 木 质 纤 维 素 预 处 理 生 物 糖 化 微 生 物 代 谢 转 化 化 学 加 氢 裂 解 技 术, 突 破 木 质 纤 维 素 制 糖 化 工 产 品 的 生 物 制 造 生 物 质 热 化 学 转 化 气 化 等 关 键 技 术, 建 立 非 粮 原 料 能 源 化 学 品 大 宗 化 学 品 聚 合 物 材 料 生 产 的 生 物 炼 制 技 术 体 系 (7) 生 物 催 化 技 术 发 展 生 物 催 化 剂 优 化 酶 系 合 成 组 装 辅 酶 再 生 生 物 催 化 反 应 过 程 调 控 生 物 - 化 学 耦 联 等 技 术, 加 强 生 物 催 化 剂 分 子 工 程 研 究, 建 立 多 相 生 物 催 化 纳 米 生 物 催 化 手 性 生 物 合 成 生 物 拆 分 生 物 酶 解 等 高 效 稳 定 的 工 业 生 物 催 化 与 转 化 技 术 体 系, 促 进 化 学 品 的 化 学 合 成 向 生 物 催 化 合 成 的 转 移 (8) 生 物 加 工 技 术 发 展 生 物 提 取 生 物 脱 硫 生 物 采 矿 等 技 术 系 统, 建 立 植 物 黄 酮 多 糖 生 物 碱 单 宁 酸 皂 苷 等 高 效 清 洁 的 加 工 技 术, 促 进 低 品 位 金 铜 锰 锌 以 及 高 含 水 油 藏 等 矿 产 开 发, 发 展 生 物 印 染 生 物 漂 白 生 物 脱 胶 等 新 工 艺 (9) 生 物 过 程 工 程 技 术 发 展 生 物 过 程 计 算 仿 真 自 动 化 在 线 检 测 调 控 技 术, 加 强 计 算 机 模 拟 与 数 学 模 型 的 建 立 与 应 用, 创 新 生 物 产 品 的 分 离 提 取 和 精 制 以 及 废 弃 物 转 化 等 技 术, 建 立 从 原 料 到 产 品 的 生 物 系 统 工 程 技 术 体 系 发 展 新 型 生 物 反 应 器 的 设 计 放 大 和 制 造 技 术, 突 破 生 物 过 程 工 程 与 装 备 先 进 固 体 发 酵 等 关 键 技 术, 解 决 生 物 制 造 过 程 的 效 率 与 工 程 化 问 题, 显 著 提 高 我 国 生 物 产 业 过 程 技 术 与 装 备 水 平 4.3 生 物 基 化 学 品 4.3.1 食 品 香 精 香 料 作 为 一 类 能 被 嗅 觉 嗅 出 香 气 或 被 味 觉 尝 出 香 味 的 高 附 加 值 的 精 细 化 工 产 品, 香 精 香 料 广 泛 应 用 于 食 品 饲 料 化 妆 品 轻 工 化 学 医 药 纺 织 和 皮 革 等 工 业 领 域, 以 赋 予 目 标 产 品 特 定 香 气 矫 正 不 良 气 味 弥 补 匮 乏 香 气 稳 定 固 有 香 气 以 其 在 食 品 工 业 中 的 应 用 为 例, 冷 饮 饮 料 应 用 约 占 食 用 香 精 香 料 总 量 的 51%, 糖 果 焙 烤 约 占 25%, 调 味 品 约 占 17%, 其 他 约 占 7% 香 精 香 料 工 业 随 着 人 民 生 活 水 平 及 食 品 工 业 的 发 展 而 不 断 壮 大, 从 世 界 范 围 看, 近 几 年 香 精 香 料 工 业 的 增 长 速 度 一 直 高 于 其 他 工 业 的 平 均 速 度, 从 1990 年 的 51 亿 美 元 销 售 总 额 增 加 到 2009 年 的 180 亿 美 元 在 所 销 售 的 香 精 香 料 中, 约 84% 的 产 品 通 过 化 学 合 成 法 生 产, 只 有 少 量 源 自 天 然 产 物 的 提 取 这 些 标 着 食 品 级 或 化 妆 品 级 的 香 精 香 料 大 多 数 是 以 石 油 化 工 产 品 为 主 要 原 料 通 过 使 用 重 金 属 作 为 催 化 剂 而 化 学 合 成 的 近 年 来, 人 们 发 现 这 些 合 成 香 料 除 可 能 含 有 毒 杂 质 致 癌 成 分 外, 与 天 然 香 料 比 较, 其 在 旋 光 活 性 香 气 品 质 方 面 与 天 然 香 精 香 料 有 较 大 的 差 距 因 此, 其 使 用 效 果 和 安 59

全 性 已 不 能 满 足 香 精 香 料 行 业 的 发 展 需 求 另 一 方 面, 天 然 香 料 以 其 绿 色 安 全 环 保 等 特 点, 日 益 受 到 人 们 的 钟 爱, 需 求 不 断 上 升 但 由 于 动 植 物 长 期 以 来 是 天 然 香 精 香 料 的 主 要 来 源, 其 中 有 效 成 分 通 常 含 量 甚 微 或 以 结 合 态 存 在, 一 方 面 给 分 离 带 来 了 困 难, 另 一 方 面 随 着 人 们 对 于 天 然 香 料 物 质 的 需 求 不 断 增 加, 导 致 天 然 资 源 的 严 重 短 缺 因 此, 生 物 合 成 天 然 香 精 香 料 成 为 人 们 关 注 的 焦 点 生 物 合 成 香 精 香 料 被 欧 美 食 品 法 规 认 定 为 天 然 香 精 香 料, 这 是 因 为 按 照 天 然 香 料 的 定 义, 以 天 然 动 植 物 材 料 采 用 发 酵 或 酶 解 等 加 工 工 艺 获 得 发 酵 产 物 或 酶 解 物 均 属 于 天 然 香 精 香 料 其 中, 发 酵 法 生 产 香 精 香 料 因 具 有 :(1) 所 生 产 的 香 精 香 料 风 味 醇 厚 柔 和 ;(2) 较 高 纯 度 和 安 全 性 ;(3) 原 料 简 单 操 作 易 控 制 生 产 效 率 高 ; (4) 产 品 易 分 离 ;(5) 成 本 低 廉 环 境 友 好 等 优 点 而 被 认 为 是 最 具 发 展 潜 力 的 生 物 技 术 方 法 之 一 目 前 采 用 发 酵 法 生 产 的 香 精 香 料 包 括 : 生 物 脂 肪 酸 酯, 生 物 香 兰 素, - 癸 内 酯,L- 蛋 氨 酸 代 谢 物 ( 如 3- 甲 硫 基 丙 醛 ( 甲 硫 丙 醛 ) 3- 甲 硫 基 - 丙 醇 -1( 甲 硫 丙 醇 ) 等 ), 草 莓 呋 喃 酮 和 悬 钩 子 酮,3- 羟 基 丁 酮 和 2,3- 丁 二 酮 4.3.1.1 微 生 物 发 酵 法 生 产 3- 羟 基 丁 酮 3- 羟 基 丁 酮 又 名 乙 偶 姻 甲 基 乙 酰 甲 醇, 具 有 独 特 的 奶 油 香 味 和 羟 基 羰 基 等 官 能 团, 可 作 为 一 种 重 要 的 化 学 合 成 中 间 体 和 多 功 能 材 料, 广 泛 应 用 于 食 品 制 药 化 工 等 领 域 ( 表 1) 在 我 国, 有 关 微 生 物 发 酵 法 生 产 3- 羟 基 丁 酮 的 研 究 起 步 较 晚, 参 与 科 研 机 构 较 少, 但 发 展 迅 速, 相 关 研 究 结 果 已 处 于 小 试 生 产 阶 段 ( 许 平, 2007) 表 19 3- 羟 基 丁 酮 及 其 衍 生 物 的 用 途 应 用 领 域 功 能 特 性 参 考 文 献 食 品 行 业 化 学 工 业 广 泛 应 用 于 奶 油 乳 品 酸 乳 和 草 莓 型 等 香 料 的 生 产 ; 与 双 乙 酰 配 合 使 用, 可 增 加 酒 体 的 丰 满 度 和 酒 味 的 圆 润 度 ; 用 于 环 己 烯 衍 生 物 等 香 味 物 质 的 合 成 作 为 含 氯 聚 合 物 的 稳 定 剂 或 起 泡 剂 ; 可 与 脂 肪 二 元 酸 形 成 羧 酸 酯, 作 为 防 冻 剂 和 聚 氯 乙 烯 增 塑 剂 ( 凌 关 庭, 1997) ( 纪 晓 俊, 2008) 制 药 工 业 与 光 气 为 原 料 合 成 医 药 中 间 体 CDMDO, 主 要 用 于 青 霉 素 氨 苄 青 霉 素 等 抗 生 素 类 药 物 的 修 饰, 如 抗 菌 药 伦 氨 苄 西 林 盐 酸 盐 ( 肖 旭 辉, 2004) 涂 料 及 IT 工 业 其 衍 生 物 可 用 于 合 成 新 型 亲 水 涂 料, 可 增 加 其 抗 氧 化 性 能 ; 用 于 醇 酸 树 脂 的 表 面 涂 层, 延 长 树 脂 的 使 用 寿 命 ; 其 光 学 活 性 衍 生 物 用 于 液 晶 材 料 的 合 成 (Celinska, 2009) 60

4.3.1.1.1 发 酵 法 生 产 3- 羟 基 丁 酮 的 菌 种 选 育 作 为 3- 羟 基 丁 酮 的 工 业 生 产 菌 株, 应 具 备 :(1) 在 胞 外 能 大 量 合 成 并 积 累 3- 羟 基 丁 酮 ;(2) 生 长 迅 速, 发 酵 周 期 短 ;(3) 利 用 廉 价 的 糖 质 原 料 ;(4) 较 高 的 转 化 率 及 生 产 强 度 ;(5) 遗 传 背 景 清 楚, 对 人 畜 安 全 等 自 然 界 中 能 以 糖 质 原 料 合 成 3- 羟 基 丁 酮 的 微 生 物 很 多 芽 孢 杆 菌 属, 如 枯 草 芽 孢 杆 菌 地 衣 芽 孢 杆 菌 和 短 小 芽 孢 杆 菌 等, 因 较 高 的 产 量, 已 成 为 工 业 化 生 产 3- 羟 基 丁 酮 的 优 势 菌 株 ( 表 2) Strain 表 20 发 酵 法 生 产 3- 羟 基 丁 酮 的 微 生 物 菌 种 Titer Yield References / (g/l) / (g/g) Enterobacter cloacae < 14 <0.28 (Gupta, 1978) Serratia marcescens IAM1022 6.62 0.24 (Ui, 1983) Klebsiella pneumoniae 13.1 0.06 (Qin, 2006) Bacillus subtilis 40.6 0.23 ( 任 潇, 2010) Lactococcus lactis subsp.lactis 9.28 0.21 (Kaneko, 1990) Bacillus polymyxa 11.3 0.3 (Hespell, 1996) Psenibacillus polymyxa 9.24 0.19 (Nakashimada, 1998) Bacillus subtilis CICC 10025 35.4 0.34 (Xiao, 2007) Bacillus subtilis CGMCC 1869 55.5 0.47 ( 赵 祥 颖,2007) Bacillus licheniformis MEL 09 41.26 0.41 (Liu, 2010) Bacillus pumilus DSM 16187 63.0/ 0.31 ( 许 平, 2007) 4.3.1.1.2 微 生 物 中 3- 羟 基 丁 酮 合 成 与 分 解 代 谢 途 径 目 前 研 究 表 明, 在 微 生 物 内 存 在 3 条 以 丙 酮 酸 为 前 体 物 合 成 3- 羟 基 丁 酮 的 代 谢 途 径 ( 图 1) 61

图 15 微 生 物 中 3- 羟 基 丁 酮 的 合 成 途 径 PDH, pyruvate dehydrogenase; ALS, α-acetohydroxy acid synthetase; ALDC, α-acetolactate decarboxylase; DAS, diacetyl synthetase; DR, diacetyl reductase; BDH, 2,3-butanediol reductase; AHC, acetaldehyde carboligase; NOD, nonenzymatic oxidative decarboxylation; AoDH ES, acetoin dehydrogenase enzyme system; CoA, coenzyme A. 如 图 1-A 所 示, 在 Aerobacter aerogenes,klebsiella pneumoniae Bacillus subtilis 中, 乙 酰 -TPP 与 丙 酮 酸 在 α- 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 的 催 化 下 生 成 α- 乙 酰 乳 酸, 随 后 在 α- 乙 酰 乳 酸 脱 羧 酶 的 作 用 下, 生 成 3- 羟 基 丁 酮, 该 途 径 广 泛 存 在 于 各 类 细 菌 微 生 物 中 在 这 一 合 成 途 径 中 的 关 键 酶 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 (ALS) 以 TPP(thiamine diphosphate) 和 Mg2+ 为 辅 因 子 (Huseby, 1971),α- 乙 酰 乳 酸 脱 羧 酶 (ALDC) 仅 存 在 细 菌 中, 且 不 同 细 菌 中 ALDC 性 质 差 异 较 大 (Ohshirl, 1989) ALDC 的 存 在 是 决 定 该 途 径 的 是 否 存 在 的 前 提 条 件, 如 酵 母 中 α- 乙 酰 乳 酸 可 由 相 应 的 酶 催 化 合 成, 但 因 缺 乏 ALDC 而 导 致 ɑ- 乙 酰 乳 酸 不 能 脱 羧 形 成 3- 羟 基 丁 酮 (Hammond, 1995) 如 图 1-B 所 示, 乙 醛 -TPP 与 乙 酰 CoA 在 丁 二 酮 合 成 酶 的 作 用 下 生 成 2.3- 丁 二 酮,2,3- 丁 二 酮 可 由 丁 二 酮 还 原 酶 (DR) 催 化 生 成 3- 羟 基 丁 酮 (Speckman, 1968; Speckman, 1973), 但 这 一 途 径 是 否 存 在 于 微 生 物 中, 还 有 待 于 在 胞 内 检 测 出 丁 二 酮 合 成 酶 以 NADH 为 辅 酶 的 丁 二 酮 还 原 酶 广 泛 存 在 于 细 菌 酵 母 (B. subtilis K. Terrigena E. aerogenes S. cerevisiae 和 P. putida) 等 微 生 物 (Blomqvist, 1993; Renna, 1993) 除 以 上 两 条 途 径, 在 酵 母 中 还 发 现 乙 酰 -TPP 可 与 乙 醛 在 醛 连 接 酶 催 化 生 成 3- 羟 基 丁 酮 (Chen, 1984), 该 途 径 中 没 有 α- 乙 酰 乳 酸 丁 二 酮 等 中 间 产 物 的 形 成, 被 认 为 是 最 为 经 济 的 合 成 途 径 ( 图 1-C) 微 生 物 细 胞 内 3- 羟 基 丁 酮 的 分 解 途 径 主 要 发 生 在 两 个 层 面 上 :(1)3- 羟 基 丁 酮 在 2,3- 丁 二 醇 还 原 酶 的 催 化 下 与 2,3- 丁 二 醇 发 生 可 逆 转 化 ;(2)3- 羟 基 丁 酮 在 3- 羟 基 丁 酮 脱 氢 酶 复 合 物 (AoDH ES) 的 催 化 下 生 成 乙 酰 CoA 和 乙 醛, 乙 醛 进 而 转 化 为 乙 酸 或 乙 醇 (Schink, 1984; Oppermann, 1988), 在 缺 失 AoDH ES 的 B. subtilis 中,3- 羟 基 丁 酮 的 产 量 显 著 提 高 (Lopez, 1972) 62

4.3.1.1.3 提 高 微 生 物 合 成 3- 羟 基 丁 酮 的 代 谢 工 程 策 略 针 对 上 述 关 键 问 题, 在 透 彻 理 解 微 生 物 胞 内 3- 羟 基 丁 酮 代 谢 途 径 及 其 调 控 机 制 的 基 础 上, 借 助 日 益 发 展 的 代 谢 工 程 策 略, 通 过 提 高 前 体 物 质 丙 酮 酸 的 积 累 强 化 合 成 途 径 的 关 键 酶 弱 化 或 阻 断 进 一 步 代 谢 途 径 和 改 善 工 业 应 用 环 境 下 的 生 理 功 能 等 策 略, 可 实 现 3- 羟 基 丁 酮 的 高 效 生 产 (1) 提 高 丙 酮 酸 的 积 累 丙 酮 酸 作 为 合 成 3- 羟 基 丁 酮 的 关 键 前 体 物 质, 其 积 累 速 度 和 含 量 将 直 接 决 定 3- 羟 基 丁 酮 的 生 产 效 率 已 有 研 究 表 明, 在 葡 萄 糖 充 足 条 件 下, 向 发 酵 培 养 基 中 添 加 一 定 量 的 丙 酮 酸 有 利 于 3- 羟 基 丁 酮 的 合 成 (Tsau, 1992) 因 此, 可 借 鉴 光 滑 球 拟 酵 母 发 酵 法 生 产 丙 酮 酸 的 研 究 思 路, 提 高 胞 内 丙 酮 酸 的 积 累 : 选 育 维 生 素 和 氨 基 酸 缺 陷 型 菌 株, 在 培 养 基 中 添 加 亚 适 量 的 维 生 素 或 氨 基 酸, 使 丙 酮 酸 进 一 步 代 谢 的 关 键 酶 活 性 处 于 较 低 水 平, 从 而 实 现 丙 酮 酸 的 高 效 积 累 ; 通 过 降 低 胞 内 辅 因 子 (ATP) 水 平 改 变 NADH 氧 化 途 径 加 速 NADH 氧 化 提 高 NAD+ 水 平 加 速 糖 酵 解 途 径 及 使 碳 代 谢 流 的 流 向 和 通 量 发 生 改 变 等 策 略, 能 显 著 提 高 丙 酮 酸 的 生 产 强 度 (Koebmann, 2002) (2) 强 化 3- 羟 基 丁 酮 合 成 途 径 的 关 键 酶 在 详 尽 解 析 3- 羟 基 丁 酮 合 成 途 径 关 键 酶 ALS ALDC 和 BDH 的 编 码 基 因 及 调 控 因 子 的 基 础 上, 通 过 增 加 ALS ALDC 和 DR 的 表 达 量 或 提 高 胞 内 二 价 金 属 离 子 NAD+ NADH 等 辅 因 子 水 平 以 提 高 其 酶 活, 显 著 提 高 丙 酮 酸 对 3- 羟 基 丁 酮 的 转 化 率 在 酿 酒 酵 母 中 因 ALS 对 丙 酮 酸 的 Km 值 为 3.93, 通 过 增 加 ALS 的 表 达 量 或 提 高 胞 内 丙 酮 酸 的 浓 度, 能 提 高 α- 乙 酰 乳 酸 的 合 成 速 率 (Poulsen, 1989); 同 时, 提 高 ALDC 酶 活 性 或 表 达 量, 可 降 低 α- 乙 酰 乳 酸 的 氧 化 脱 羧 作 用, 提 高 α- 乙 酰 乳 酸 对 3- 羟 基 丁 酮 的 转 化 率 :Blomqvist 等 人 在 酿 酒 酵 母 染 色 体 上 整 合 并 表 达 了 两 种 细 菌 的 ALDC 基 因, 在 显 著 降 低 α- 乙 酰 乳 酸 的 氧 化 脱 羧 作 用 的 同 时 提 高 了 3- 羟 基 丁 酮 生 产 强 度 (Blomqvist, 1991) (3) 阻 断 或 弱 化 3- 羟 基 丁 酮 的 进 一 步 代 谢 途 径 为 了 提 高 3- 羟 基 丁 酮 的 积 累 量, 目 前 大 量 的 研 究 工 作 主 要 集 中 于 发 展 代 谢 工 程 或 生 化 工 程 策 略 以 降 低 3- 羟 基 丁 酮 进 一 步 代 谢 途 径 中 关 键 酶 BDH 和 AoDH ES 的 活 性, 包 括 :(1) 添 加 酶 基 因 转 录 表 达 抑 制 因 子, 阻 遏 基 因 的 表 达 或 降 低 基 因 的 表 达 量 ;(2) 敲 除 各 关 键 酶 的 编 码 基 因, 使 其 表 达 失 活 或 不 表 达 ;(3) 调 节 胞 内 NADH 等 辅 因 子 水 平, 抑 制 或 降 低 各 关 键 酶 的 活 力 在 酿 酒 酵 母 中, 敲 除 BDH 基 因 能 增 加 3- 羟 基 丁 酮 的 积 累 (Gonzalez, 2010) 而 在 B. subtilis 中, 操 纵 子 acoabcl 的 转 录 表 达 受 3- 羟 基 丁 酮 AcoR 和 SigL 的 共 同 诱 导, 受 葡 萄 糖 的 抑 制, 因 此, 添 加 适 量 的 葡 萄 糖 可 抑 制 AoDH ES 的 合 成, 提 高 3- 羟 基 丁 酮 的 积 累 4.3.1.1.4 菌 种 改 良 与 微 生 物 性 能 强 化 的 综 合 应 用 63

基 于 自 然 选 育 诱 变 育 种 等 传 统 育 种 方 法 与 原 生 质 体 融 合 基 因 工 程 技 术 等 现 代 分 子 育 种 方 法 的 结 合, 实 现 对 生 产 菌 株 的 改 良 同 时, 通 过 发 酵 条 件 与 发 酵 过 程 的 优 化 反 应 动 力 学 模 型 的 建 立 与 修 正 等 策 略, 强 化 微 生 物 发 酵 性 能, 达 到 高 产 量 高 产 率 和 高 生 产 强 度 相 对 统 一 的 目 的 任 潇 等 人 通 过 单 因 素 PB 及 响 应 面 等 优 化 实 验, 使 B. subtilis 发 酵 产 3- 羟 基 丁 酮 的 浓 度 可 达 40.6 g/l, 生 产 强 度 为 0.47 g/(l h)( 任 潇, 2010);Xiao 等 人 通 过 培 养 基 和 培 养 条 件 的 优 化 实 验, 提 高 了 菌 种 利 用 糖 蜜 和 大 豆 水 解 液 产 3- 羟 基 丁 酮 的 发 酵 性 能, 产 量 达 35.4 g/l; 而 赵 祥 颖 等 人 通 过 自 然 和 诱 变 育 种 发 酵 条 件 优 化, 获 得 一 株 以 葡 萄 糖 为 底 物 产 量 达 55.5 g/l 的 枯 草 芽 孢 杆 菌 (Xiao, 2007; 赵 祥 颖, 2007) 4.3.1.2 微 生 物 发 酵 法 生 产 2,3- 丁 二 酮 4.1.1.1.1 2,3- 丁 二 酮 简 介 2,3- 丁 二 酮 俗 称 双 乙 酰, 外 观 为 黄 色 至 黄 绿 色 液 体, 蒸 汽 压 高, 室 温 下 能 迅 速 挥 发 天 然 品 存 在 于 月 桂 油 香 旱 芹 子 油 欧 白 芷 根 油 树 莓 草 莓 奶 油 葡 萄 酒 等 中 双 乙 酰 经 稀 释 后 呈 强 烈 黄 油 香 气,GB2760-86 规 定 其 为 允 许 使 用 的 食 用 香 料, 主 要 用 于 配 制 奶 油 干 酪 发 酵 风 味 和 咖 啡 等 香 型 香 精 此 外, 因 双 乙 酰 特 殊 的 联 二 酮 结 构 和 抑 菌 作 用 (Lanciotti, 2003), 可 作 为 有 机 合 成 的 中 间 体 及 食 品 医 药 行 业 中 的 抗 菌 剂 ( 表 3) 特 性 奶 油 香 气 有 机 合 成 中 间 体 抑 菌 作 用 表 21 2,3- 丁 二 酮 的 特 性 及 主 要 用 途 用 途 用 于 配 制 各 种 奶 香 味 香 精 香 料, 微 量 用 于 化 妆 品 调 香 或 新 型 香 精 中 作 为 医 药 农 药 和 精 细 化 学 品 ( 杂 环 化 合 物 ) 合 成 的 中 间 体, 合 成 甲 基 吡 嗪 类 香 料 的 主 要 原 料 在 食 品 医 药 行 业 中, 作 为 器 具 和 其 他 物 体 表 面 的 抗 菌 剂 4.1.1.1.2 微 生 物 发 酵 法 生 产 2,3- 丁 二 酮 的 研 究 进 展 能 够 代 谢 产 生 2,3- 丁 二 酮 的 微 生 物 较 多,V-P 反 应 呈 阳 性 的 微 生 物 都 会 产 生 痕 量 的 2,3- 丁 二 酮 (Kijima, 1973) 典 型 的 菌 株 有 : 乳 品 工 业 中 应 用 广 泛 的 乳 杆 菌 明 串 珠 菌 及 乳 酸 乳 球 菌 属 双 乙 酰 亚 种, 肠 杆 菌 属 芽 孢 杆 菌 属 及 链 球 菌 属 均 有 产 2,3- 丁 二 酮 的 报 道 ( 表 4) 此 外, 酵 母 也 具 有 合 成 2,3- 丁 二 酮 的 能 力, 赋 予 葡 萄 酒 白 酒 及 啤 酒 特 殊 的 风 味 表 4 几 种 产 2,3- 丁 二 酮 的 微 生 物 菌 株 64

乳 酸 菌 属 菌 株 底 物 产 量 g/l 参 考 文 献 Lactococcus lactis 脱 脂 乳, 柠 檬 酸 盐 0.14 (Hugenholtz, 2000) L. lactis subsp. lactis biovar diacetyl lactis 牛 奶, 柠 檬 酸 盐 0.52 (Monnet, 2000) Lactobacillus casei 乳 清 水 解 液 0.14 (Nadal, 2009) Lactobacillus rhamnosus 合 成 培 养 基 0.5 (Jyoti, 2003) 嗜 热 链 球 菌 属 S. thermophilus 合 成 培 养 基, 乳 糖 0.02 (Monnet, 2007) S.thermophilus K18 酸 奶 0.02 ( 刘 芳, 2006) 芽 孢 杆 菌 属 Bacillus licheniformis 己 糖, 玉 米 粉, 农 副 产 品 25 ( 胡 文 效, 2004) 产 气 肠 杆 菌 E. aerogenes 葡 萄 糖, 蛋 白 胨 1.045 (Zhao, 2009) (1) 微 生 物 细 胞 合 成 2,3- 丁 二 酮 代 谢 途 径 因 2,3- 丁 二 酮 在 乳 发 酵 工 业 上 的 重 要 经 济 价 值, 乳 酸 菌 合 成 2,3- 丁 二 酮 能 力 的 提 高 及 2,3- 丁 二 酮 代 谢 途 径 的 解 析 一 直 是 学 者 研 究 的 热 点 以 乳 酸 乳 球 菌 双 乙 酰 亚 种 为 例, 研 究 者 发 现 缺 少 NADH 时, 丙 酮 酸 还 原 成 乳 酸 这 一 过 程 受 限 制 的 情 况 下, 会 代 谢 出 C4/C5 类 产 物, 并 且 添 加 柠 檬 酸 作 为 碳 源, 可 促 进 胞 内 丙 酮 酸 的 积 累, 利 于 C4/C5 化 合 物 的 合 成 丙 酮 酸 作 为 糖 酵 解 途 径 和 双 乙 酰 代 谢 途 径 的 连 接 点, 其 合 成 2,3- 丁 二 酮 的 代 谢 途 径 仍 存 在 争 议 : 多 数 学 者 认 为, 丙 酮 酸 首 先 与 活 性 乙 醛 ( 乙 醛 -TPP) 缩 合 成 不 稳 定 的 中 间 产 物 乙 酰 乳 酸, 乙 酰 乳 酸 在 氧 存 在 时 经 非 酶 氧 化 脱 羧 成 2,3- 丁 二 酮 (Branen, 1972);Speckman 与 Collins 通 过 在 培 养 基 中 添 加 14C 同 位 素 标 记 的 乙 酰 CoA, 在 产 物 中 检 出 14C, 提 出 乙 醛 -TPP 可 直 接 与 乙 酰 CoA 缩 合 生 成 2,3- 丁 二 酮 这 一 途 径 (Speckman, 1968; Speckman, 1973) ( 图 2-A) 2,3- 丁 二 酮 是 啤 酒 发 酵 过 程 中 的 副 产 物, 是 影 响 啤 酒 风 味 的 重 要 物 质, 其 含 量 过 高 时 (1.5 mg/l), 啤 酒 会 呈 现 出 馊 饭 味, 破 坏 啤 酒 风 味, 研 究 2,3- 丁 二 酮 的 65

形 成 过 程 对 控 制 2,3- 丁 二 酮 的 含 量 尤 为 重 要 ( 图 2-B) 酿 酒 酵 母 中 2,3- 丁 二 酮 主 要 生 成 途 径 与 乳 酸 菌 类 似, 由 前 体 物 乙 酰 乳 酸 缓 慢 氧 化 脱 羧 生 成, 但 酵 母 中 不 含 乙 酰 乳 酸 脱 羧 酶, 乙 酰 乳 酸 不 能 直 接 脱 羧 为 3- 羟 基 丁 酮 ( 乙 偶 姻 ) 啤 酒 发 酵 后 酵 阶 段, 发 酵 液 中 的 2,3- 丁 二 酮 可 被 酵 母 重 新 吸 收, 被 还 原 成 乙 偶 姻 2,3- 丁 二 醇 由 丙 酮 酸 经 乙 酰 乳 酸 至 2,3- 丁 二 酮 这 一 过 程 中, 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 (ALS) 为 关 键 酶 ALS 以 硫 胺 素 焦 磷 酸 (TPP, Thiamine diphosphate) 为 辅 酶, 催 化 过 程 需 结 合 Mg2+, 并 且 不 同 菌 株 中 ALS 对 底 物 丙 酮 酸 的 亲 和 力 差 异 较 大 同 时 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 也 是 支 链 氨 基 酸 合 成 途 径 中 的 重 要 酶 : 催 化 两 分 子 丙 酮 酸 缩 合 生 成 乙 酰 乳 酸 一 份 子 的 丙 酮 酸 与 2- 酮 丁 酸 生 成 2- 乙 酰 基 -2 羟 基 - 丁 酸, 分 别 为 缬 氨 酸 异 亮 氨 酸 的 前 体 物 ( 图 2-C) 图 16 微 生 物 中 2,3- 丁 二 酮 代 谢 途 径 示 意 图 (A) 乳 酸 菌 中 2,3- 丁 二 酮 的 两 条 合 成 途 径,(B) 啤 酒 发 酵 过 程 中 2,3- 丁 二 酮 的 形 成 与 降 解 过 程,(C) 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 (ALS) 催 化 反 应 过 程 (Atsumi, 2009) (2) 微 生 物 菌 株 高 产 2,3- 丁 二 酮 策 略 1 促 进 2,3- 丁 二 酮 前 体 物 乙 酰 乳 酸 的 积 累 66

2,3- 丁 二 酮 的 代 谢 途 径 表 明, 丙 酮 酸 在 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 的 作 用 下 合 成 乙 酰 乳 酸, 乙 酰 乳 酸 在 有 氧 条 件 下, 非 酶 氧 化 脱 羧 生 成 2,3- 丁 二 酮 因 此, 其 前 体 物 质 乙 酰 乳 酸 的 积 累 是 细 胞 过 量 合 成 2,3- 丁 二 酮 的 关 键, 通 过 调 整 丙 酮 酸 的 代 谢 流 向, 弱 化 或 阻 断 丙 酮 酸 流 入 乳 酸 乙 酸 乙 醇 及 TCA 循 环 等 代 谢 途 径, 从 而 提 高 乙 酰 乳 酸 合 成 的 代 谢 通 量, 达 到 有 效 提 高 2,3- 丁 二 酮 产 率 及 产 量 的 目 的 Nadal 等 人 过 量 表 达 L. lactis 中 编 码 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 的 基 因 ilvbn 于 L.casei 中, 并 且 敲 除 编 码 乳 酸 脱 氢 酶 的 基 因 ldh, 与 出 发 菌 株 相 比,2,3- 丁 二 酮 与 乙 偶 姻 的 总 产 量 提 高 了 21 倍 (Nadal, 2009) 赵 玲 等 人 对 一 株 产 2,3- 丁 二 酮 产 气 肠 杆 菌 株 进 行 紫 外 诱 变, 经 亮 氨 酸 丁 二 酮 平 板 筛 选, 获 得 一 株 乙 醇 脱 氢 酶 活 性 降 低 型 菌 株, 乙 醇 产 量 降 低 了 75%, 乙 偶 姻 产 量 降 低 了 53.73%,2,3- 丁 二 酮 产 量 较 出 发 菌 株 提 高 了 16.9 倍, 底 物 转 化 率 为 3.04%(Zhao, 2009) 2 阻 断 3- 羟 基 丁 酮 代 谢 支 路 及 2,3- 丁 二 酮 降 解 途 径 大 多 数 产 2,3- 丁 二 酮 微 生 物 中 含 有 乙 酰 乳 酸 脱 羧 酶 (ALDC), 作 用 乙 酰 乳 酸 直 接 生 成 乙 偶 姻, 导 致 有 可 能 生 成 丁 二 酮 的 乙 酰 乳 酸 含 量 不 可 逆 的 降 低 ; 同 时, 2,3- 丁 二 酮 也 可 在 双 乙 酰 还 原 酶 (DR) 的 作 用 下 被 NADH 还 原 成 乙 偶 姻, 且 此 反 应 不 可 逆 因 此, 构 建 2,3- 丁 二 酮 高 产 菌 株 需 要 调 整 乙 酰 乳 酸 的 代 谢 流 向, 选 育 ALDC 活 性 降 低 型 菌 株 或 敲 除 编 码 基 因 aldb 使 菌 体 在 培 养 基 中 累 积 较 多 的 α-al, 抑 制 DR 活 性, 可 进 一 步 提 高 丁 二 酮 的 产 量 Monnet C 等 人 对 乳 球 菌 双 乙 酰 亚 种 进 行 NTG 诱 变, 结 合 显 色 平 板 筛 选 出 低 ALDC 活 性 的 突 变 株, 其 活 性 从 0.66 U/mg 降 至 0.002 U/mg 以 下, 乙 酰 乳 酸 的 积 累 量 从 0.1 提 升 至 2.0 mm 以 上 (Monnet, 2000) 3 外 源 底 物 的 添 加 环 境 条 件 的 控 制 柠 檬 酸 被 认 为 是 乳 制 品 发 酵 过 程 中 2,3- 丁 二 酮 最 初 前 体 物, 然 而 在 牛 奶 中 其 含 量 均 很 低 (1~2 g/l) Kaneko 描 述 了 额 外 地 添 加 柠 檬 酸 对 丁 二 酮 产 量 的 影 响 : L. Lactis ssp. lactis 30222 在 不 添 加 柠 檬 酸 的 MRS 培 养 基 中 生 长 时, 积 累 0.02 mm 的 2,3- 丁 二 酮, 当 2 g/l 的 柠 檬 酸 添 加 后, 产 量 提 高 至 0.29 mm Boumerdassi H 研 究 了 柠 檬 酸 添 加 量 对 2,3- 丁 二 酮 产 量 的 影 响, 分 别 添 加 6.2 11.5 26 mm 柠 檬 酸 时, 发 酵 结 束 后,2,3- 丁 二 酮 的 产 量 从 0.09 mm 分 别 提 高 至 0.45 0.53 0.85 mm, 但 这 一 提 高 存 在 极 限 (Boumerdassi, 1996) 另 外,Bars 等 人 发 现 乳 酸 菌 可 利 用 培 养 基 中 部 分 氨 基 酸 ( 如 天 冬 氨 酸 缬 氨 酸 ) 的 分 解 代 谢 合 成 2,3- 丁 二 酮 (Bars, 2008) 较 高 的 溶 氧 值 可 提 高 α- 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 及 NADH 氧 化 酶 的 活 性, 促 进 α- 乙 酰 乳 酸 非 酶 氧 化 成 2,3- 丁 二 酮 Boumerdassi 以 乳 酸 乳 球 菌 乳 亚 种 (L. lactis ssp. lactis) 为 研 究 对 象 : 在 完 全 厌 氧 发 酵 时,2,3- 丁 二 酮 产 量 只 有 0.015 mm, 溶 氧 值 67

维 持 在 21% 50% 时,2,3- 丁 二 酮 产 量 提 高 至 0.13 mm 0.26 mm, 若 将 氧 分 压 提 高 至 2 atm,2,3- 丁 二 酮 浓 度 可 达 0.45 mm; 对 关 键 酶 酶 活 性 进 行 分 析, 溶 氧 对 双 乙 酰 还 原 酶 乙 酰 乳 酸 合 成 酶 的 活 性 并 没 有 显 著 的 影 响, 但 能 显 著 提 高 NADH 氧 化 酶 的 活 性 降 低 乳 酸 脱 氢 酶 的 活 性, 并 且 促 进 乙 酰 乳 酸 的 非 酶 氧 化 脱 羧 (Boumerdassi, 1996) 4.1.1.1.3 微 生 物 发 酵 法 生 产 2,3- 丁 二 酮 的 前 景 展 望 微 生 物 发 酵 法 生 产 丁 二 酮 研 究 的 最 终 目 的 是 将 其 运 用 到 规 模 化 工 业 生 产 中 去 分 析 现 有 的 研 究 报 道, 欲 加 快 微 生 物 发 酵 法 生 产 2,3- 丁 二 酮 工 业 化 进 程, 需 进 一 步 深 入 研 究 如 何 筛 选 适 合 工 业 化 生 产 2,3- 丁 二 酮 的 菌 株 目 前, 多 数 研 究 工 作 集 中 在 乳 酸 菌 属 中, 以 期 提 高 2,3- 丁 二 酮 的 含 量, 使 乳 发 酵 制 品 获 得 更 浓 烈 的 奶 油 香 味, 但 存 在 着 几 个 明 显 的 问 题 :(1) 牛 奶 中 碳 源 柠 檬 酸 的 含 量 普 遍 较 低, 限 制 了 2,3- 丁 二 酮 的 产 量, 柠 檬 酸 的 添 加 会 提 高 成 本 ;(2) 乳 制 品 发 酵 多 数 在 厌 氧 条 件 下 完 成, 低 溶 氧 值 不 利 于 α- 乙 酰 乳 酸 的 氧 化 脱 羧 生 成 2,3- 丁 二 酮 ;(3) 在 乳 制 品 中 得 到 的 2,3- 丁 二 酮 产 量 低, 提 纯 困 难, 无 法 用 于 单 体 香 料 的 制 备 因 此, 选 育 以 较 为 廉 价 的 碳 源 ( 如 葡 萄 糖 果 糖 等 ) 为 发 酵 底 物 的 2,3- 丁 二 酮 生 产 菌 株, 通 过 菌 株 诱 变 代 谢 工 程 手 段 修 饰 菌 株 的 代 谢 途 径, 获 得 可 用 于 工 业 化 生 产 的 菌 株 应 为 未 来 的 发 展 方 向 同 时, 积 极 开 发 高 效 率 低 成 本 的 分 离 提 取 工 艺, 获 得 高 纯 度 的 2,3- 丁 二 酮, 以 满 足 市 场 对 天 然 香 料 的 需 求 4.3.1.3 光 滑 球 拟 酵 母 T.glabrata 作 为 3- 羟 基 丁 酮 和 2,3- 丁 二 酮 生 产 菌 的 优 势 丙 酮 酸 作 为 合 成 3- 羟 基 丁 酮 和 2,3- 丁 二 酮 的 关 键 前 体 物 质, 其 在 胞 内 高 效 合 成 与 积 累 是 获 得 高 浓 度 3- 羟 基 丁 酮 的 前 提 条 件 作 为 丙 酮 酸 的 生 产 菌 株 T. glabrata, 通 过 高 渗 环 境 的 筛 选 NTG 等 诱 变 育 种 维 生 素 营 养 缺 陷 型 选 育 以 及 基 于 代 谢 网 络 提 高 糖 质 底 物 消 耗 速 率 和 解 除 丙 酮 酸 底 物 抑 制 等 策 略, 实 现 了 丙 酮 酸 高 产 量 高 产 率 和 高 积 累 相 统 一 的 目 标 因 此,T. glabrata 可 作 为 3- 羟 基 丁 酮 和 2,3- 丁 二 酮 的 潜 在 生 产 菌 株, 理 由 有 :(1) 能 高 产 量 高 产 率 和 高 生 产 强 度 合 成 3- 羟 基 丁 酮 和 2,3- 丁 二 酮 的 前 体 丙 酮 酸,T. glabrata 发 酵 生 产 丙 酮 酸 的 产 量 可 达 83.1 g/l, 对 葡 萄 糖 产 率 0.621 g/g, 生 产 强 度 可 达 到 1.32g/L/h;(2) 菌 种 生 理 功 能 清 晰, 光 滑 球 拟 酵 母 T. glabrata 模 式 菌 株 已 完 成 全 基 因 组 测 序 和 相 关 基 因 功 能 的 注 释, 生 理 功 能 逐 渐 清 晰 ;(3) 具 有 铜 抗 性 多 重 抗 生 素 抗 性 耐 酸 耐 渗 透 压 及 高 抗 氧 胁 迫 能 力 等 优 良 生 理 特 性 68

第 五 章 发 展 主 体 5.1 区 域 分 布 5.1.1 全 面 规 划 推 动 生 物 产 业 集 聚 发 展 近 年 来, 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 采 取 了 一 系 列 举 措 大 力 促 进 生 物 产 业 集 聚 式 发 展 目 前 已 经 批 准 了 22 个 国 家 生 物 产 业 基 地 为 促 进 生 物 产 业 集 聚 式 发 展, 引 导 社 会 资 源 集 中 投 向 重 点 地 区, 推 动 我 国 生 物 产 业 的 健 康 快 速 发 展, 促 进 各 地 方 形 成 具 有 特 色 的 生 物 产 业, 避 免 重 复 建 设 和 分 散 资 源 按 照 统 筹 规 划 发 挥 优 势 分 类 指 导 稳 妥 推 进 的 原 则, 十 一 五 期 间, 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 选 择 产 业 基 础 好 创 新 能 力 强 市 场 化 水 平 高 开 放 性 强 的 地 区, 分 批 建 设 国 家 生 物 产 业 基 地 和 国 家 高 技 术 产 业 基 地 截 至 目 前, 已 认 定 了 石 家 庄 长 春 深 圳 长 沙 北 京 上 海 广 州 武 汉 昆 明 青 岛 成 都 和 重 庆 等 12 个 国 家 生 物 产 业 基 地, 以 及 西 安 天 津 泰 州 通 化 德 州 郑 州 南 宁 哈 尔 滨 杭 州 和 南 昌 等 10 个 生 物 产 业 领 域 国 家 高 技 术 产 业 基 地 在 国 家 引 导 地 方 推 动 下, 极 大 地 引 导 和 推 动 了 生 物 产 业 的 集 聚 化 发 展, 逐 步 在 全 国 培 育 形 成 了 长 江 三 角 洲 珠 江 三 角 洲 和 京 津 冀 地 区 三 个 综 合 性 生 物 产 业 基 地, 以 及 东 北 地 区 中 西 部 地 区 若 干 专 业 性 生 物 产 业 基 地 的 空 间 布 局, 促 进 生 物 企 业 资 金 技 术 人 才 等 要 素 向 优 势 地 区 集 中, 加 快 生 物 产 业 向 集 聚 化 特 色 化 发 展, 集 聚 效 应 初 步 显 现 表 22 涉 及 工 业 生 物 技 术 领 域 的 国 家 生 物 产 业 基 地 及 特 色 序 号 基 地 名 称 涉 及 工 业 生 物 技 术 的 特 色 1 长 春 基 地 生 物 制 造 领 域, 长 春 大 成 实 业 集 团 为 世 界 最 大 的 赖 氨 酸 生 产 商 生 物 能 源 领 域, 乙 醇 汽 油 项 目 为 国 家 唯 一 试 点 城 市 2 长 沙 基 地 抗 生 素 制 剂 列 中 南 地 区 第 一 3 青 岛 基 地 产 业 技 术 主 要 集 中 在 工 业 生 物 技 术 农 业 生 物 技 术 和 生 物 医 药 及 传 统 生 物 技 术 等 领 域 4 成 都 基 地 加 快 发 展 资 源 技 术 主 导 型 的 生 物 能 源 生 物 农 业 5 昆 明 基 地 生 物 农 药 生 物 肥 料 为 主 的 生 物 农 业 产 业 69

6 德 州 基 地 生 物 制 造, 低 聚 木 糖 生 产 能 力 世 界 第 一 木 糖 醇 生 产 能 力 世 界 第 二 低 聚 糖 生 产 能 力 亚 洲 第 一 7 泰 州 基 地 形 成 以 生 物 医 药 为 核 心, 生 物 能 源 生 物 农 药 等 辅 助 发 展 的 产 业 体 系 8 南 宁 基 地 重 点 发 展 非 粮 生 物 能 源 产 业, 设 立 生 物 能 源 产 业 分 基 地 生 物 制 造 产 业 分 基 地 生 物 医 药 产 业 分 基 地 生 物 农 业 产 业 分 基 地 等 4 个 专 业 生 物 产 业 分 基 地 9 天 津 基 地 构 建 以 出 口 为 导 向 以 现 代 生 物 医 药 为 主 体, 生 物 工 业 和 生 物 农 业 快 速 发 展 的 生 物 产 业 格 局 5.1.2 3.5 建 设 创 新 基 地 和 创 新 联 盟, 促 进 工 业 生 物 技 术 产 业 化 中 国 科 学 院 生 命 科 学 与 生 物 技 术 局 建 议 依 托 中 国 科 学 院 先 进 工 业 生 物 技 术 创 新 基 地, 成 立 一 个 集 产 学 研 为 一 体 的 工 业 生 物 技 术 产 业 化 促 进 会, 瞄 准 国 家 战 略 需 求 和 国 际 科 学 发 展 前 沿, 通 过 政 策 导 向, 加 强 中 国 工 业 生 物 技 术 领 域 的 人 才 培 养 原 始 创 新 知 识 积 累 技 术 集 成 和 转 移 转 化, 显 著 增 强 中 国 在 工 业 生 物 技 术 领 域 的 创 新 能 力 与 科 技 成 果 转 化 能 力 2006 年, 中 国 科 学 院 1+10 科 技 创 新 基 地 开 始 建 设, 其 是 中 科 院 知 识 创 新 工 程 三 期 的 重 大 战 略 举 措 之 一, 也 是 中 科 院 贯 彻 落 实 国 家 中 长 期 科 技 发 展 规 划 纲 要 的 重 要 战 略 布 局 先 进 工 业 生 物 技 术 基 地 将 发 展 成 为 我 国 工 业 生 物 技 术 自 主 创 新 的 支 撑 核 心, 行 业 共 性 技 术 和 高 端 人 才 的 集 散 地 和 科 技 成 果 的 辐 射 源 该 基 地 以 从 基 因 组 到 工 业 产 品 的 能 力 建 设 为 基 本 特 色, 围 绕 生 物 能 源 生 物 材 料 和 生 物 基 化 学 品 的 开 发 以 及 绿 色 生 产 加 工 过 程, 以 关 键 核 心 技 术 和 重 大 产 品 为 重 点, 建 设 先 进 的 工 业 生 物 技 术 研 发 体 系 针 对 技 术 集 成 示 范 和 培 育 关 键 技 术 两 个 层 面 部 署 重 要 方 向 项 目, 推 进 南 北 工 业 生 物 技 术 与 市 场 的 发 展 和 发 育, 交 联 国 内 外 生 物 技 术 网 络, 实 现 技 术 人 才 资 源 和 管 理 的 优 化 集 成 2007 年 6 月 25 日, 中 国 科 学 院 和 天 津 市 签 署 了 关 于 共 建 中 国 科 学 院 天 津 工 业 生 物 技 术 研 究 与 发 展 中 心 的 合 作 协 议 天 津 研 发 中 心 将 面 向 国 际 工 业 生 物 技 术 科 技 前 沿, 进 行 生 物 催 化 与 生 物 转 化 生 物 炼 制 生 物 医 学 工 程 等 三 个 领 域 的 创 新 基 础 研 究 和 开 发 70

为 促 进 产 学 研 结 合, 推 动 科 技 成 果 产 业 化, 在 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 的 支 持 下, 中 国 科 学 院 生 命 科 学 与 生 物 技 术 局 于 2008 年 已 经 分 别 成 立 了 中 国 工 业 生 物 技 术 产 业 创 新 联 盟 中 国 药 物 产 业 科 技 创 新 联 盟 和 绿 色 生 态 农 业 科 技 创 新 联 盟 创 新 联 盟 得 到 了 越 来 越 多 的 科 研 机 构 企 业 地 方 政 府 的 拥 护 与 支 持, 通 过 创 新 联 盟 的 发 展, 加 强 了 国 内 政 产 学 研 金 等 机 构 的 交 流 与 联 系 在 国 家 有 关 部 门 的 支 持 下, 依 托 创 新 联 盟, 启 动 了 生 物 技 术 创 新 与 生 物 产 业 促 进 计 划, 推 动 了 中 国 科 学 院 一 批 自 主 创 新 的 关 键 技 术 向 优 势 企 业 的 转 移 转 化, 科 企 紧 密 合 作 实 现 了 生 物 技 术 产 业 化 酶 制 剂 方 面, 在 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 工 业 和 信 息 化 部 等 的 支 持 下, 由 中 国 发 酵 工 业 协 会 倡 议, 以 协 会 作 为 组 织 协 调 管 理 为 前 提, 以 中 国 酶 制 剂 行 业 龙 头 企 业 和 重 点 科 研 院 所 为 基 础, 成 立 中 国 酶 制 剂 产 业 技 术 创 新 战 略 联 盟, 实 现 企 业 与 科 研 院 所 的 产 学 研 对 接 与 服 务, 从 而 实 现 我 国 酶 制 剂 产 业 的 飞 跃 工 业 生 物 技 术 将 对 基 础 物 质 加 工 业 带 来 根 本 性 的 变 革, 减 少 其 对 化 石 资 源 的 依 赖, 在 节 能 减 排 低 碳 经 济 食 品 安 全 产 业 进 步 等 方 面 发 挥 重 大 作 用, 以 保 障 工 业 可 持 续 发 展 大 力 发 展 工 业 生 物 技 术 及 其 产 业, 是 我 国 经 济 社 会 持 续 稳 定 发 展 的 重 大 需 求 十 二 五 工 业 生 物 技 术 领 域 应 以 工 业 生 物 技 术 的 创 新 研 究 和 重 大 产 品 产 业 化 开 发 为 目 标, 重 点 突 破 生 物 催 化 微 生 物 分 子 育 种 体 系 生 物 发 酵 等 共 性 技 术 和 关 键 技 术, 促 进 生 物 化 工 生 物 材 料 生 物 能 源 生 物 环 保 等 生 物 产 业 发 展 以 及 发 酵 轻 纺 等 传 统 产 业 升 级, 着 力 提 升 工 业 生 物 科 技 自 主 创 新 能 力, 建 立 我 国 工 业 可 持 续 发 展 的 生 物 高 技 术 创 新 体 系 5.2 制 造 企 业 十 一 五 时 期, 在 国 家 相 关 产 业 政 策 的 指 引 下, 我 国 发 酵 行 业 企 业 布 局 发 生 了 变 化, 已 经 从 中 小 企 业 为 主 体 转 变 为 大 企 业 大 集 团 为 主 导 地 位 的 格 局 目 前, 我 国 已 经 拥 有 玉 米 综 合 加 工 能 力 亚 洲 第 一 世 界 第 三 的 大 企 业 受 原 料 供 应 环 境 保 护 和 生 产 成 本 等 因 素 的 影 响, 发 酵 工 业 的 产 业 布 局 由 沿 海 港 口 等 经 济 发 达 地 区 向 原 料 产 地 转 移 的 趋 势 明 显 山 东 东 北 三 省 内 蒙 古 河 北 河 南 和 安 徽 等 8 个 玉 米 产 区 深 加 工 消 耗 玉 米 量 占 全 国 深 加 工 玉 米 消 耗 总 量 的 80% 以 上, 味 精 柠 檬 酸 赖 氨 酸 乳 酸 淀 粉 糖 ( 醇 ) 行 业 主 要 分 布 在 这 些 地 区 ; 同 时 以 禹 城 - 功 能 糖 城 昌 乐 - 柠 檬 酸 特 色 区 域 为 代 表 的 产 业 集 群 正 在 逐 步 兴 起, 成 为 新 的 增 长 点 目 前, 我 国 酵 母 行 业 主 要 分 布 在 湖 北 广 东 广 西 安 徽 等 地 区 ; 酶 制 剂 行 业 主 要 分 布 在 江 苏 湖 南 湖 北 山 东 等 地 区 ; 此 外, 宁 夏 甘 肃 等 西 北 地 区 也 有 发 酵 行 业 企 业 的 分 布 71

发 酵 产 品 十 一 五 时 期, 生 物 制 造 产 业 的 资 源 综 合 利 用 水 平 高 产 业 链 长 环 保 设 施 好 具 有 高 附 加 值 产 品 的 企 业 在 市 场 中 占 有 优 势, 经 过 多 年 的 市 场 竞 争 和 行 业 协 会 的 有 效 引 导, 行 业 的 产 业 结 构 得 到 有 效 调 整, 企 业 的 竞 争 力 增 强, 产 业 的 集 中 度 大 大 提 高 14 表 23 我 国 生 物 制 造 部 分 产 品 集 中 度 的 变 化 2006 2007 2008 2009 2010 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 吨 产 品 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 水 耗 煤 耗 味 精 105 1.9 95 1.86 92 1.83 90 1.75 85 1.69 柠 檬 酸 57 7.32 31 6.43 28 6.12 26 5.37 25 5.10 淀 粉 糖 14 0.80 11 0.70 10 0.64 9 0.58 8 0.55 酶 制 剂 11 2.00 10 1.95 9 1.90 8 1.89 7.9 1.82 酵 母 90 1.98 83 1.95 78 1.93 73 1.91 70 1.85 表 24 全 国 生 物 制 造 行 业 龙 头 企 业 列 表 15 企 业 名 称 主 要 产 品 2009 年 营 业 收 入 ( 亿 元 ) 长 春 大 成 实 业 集 团 有 限 公 司 赖 氨 酸 化 工 醇 苏 氨 酸 谷 氨 酸 等 260.00 西 王 集 团 有 限 公 司 结 晶 葡 萄 糖 结 晶 果 糖 151.61 诸 城 兴 贸 玉 米 开 发 有 限 公 司 淀 粉 变 性 淀 粉 高 麦 芽 糖 浆 肌 醇 46.14 结 晶 葡 萄 糖 玉 米 蛋 白 粉 蛋 白 饲 料 糊 精 谷 氨 酸 等 梅 花 生 物 科 技 集 团 股 份 有 限 味 精 ( 谷 氨 酸 钠 ) 淀 粉 37.90 公 司 河 南 天 冠 企 业 集 团 有 限 公 司 燃 料 乙 醇 谷 朊 粉 37.11 14 15 数 据 来 源 : 中 国 发 酵 工 业 协 会 数 据 来 源 : 我 国 生 物 产 业 系 统 性 融 资 规 划 72

南 宁 糖 业 股 份 有 限 公 司 糖 业 生 产 28.67 菱 花 集 团 有 限 公 司 谷 氨 酰 胺 赖 氨 酸 28.51 山 东 雪 花 生 物 化 工 有 限 公 司 谷 氨 酸 化 合 肥 26.52 河 南 莲 花 味 精 股 份 有 限 公 司 味 精 复 合 肥 副 产 品 面 粉 谷 朊 粉 24.26 山 东 省 鲁 洲 食 品 集 团 有 限 公 农 产 品 深 加 19.05 司 金 沂 蒙 集 团 有 限 公 司 醋 酸 酯 有 机 醛 类 复 合 化 肥 发 酵 醇 类 17.99 秦 皇 岛 骊 骅 淀 粉 股 份 有 限 公 玉 米 淀 粉 口 服 葡 萄 糖 山 梨 醇 17.60 司 河 南 金 丹 乳 酸 有 限 公 司 乳 酸 及 系 列 产 品 16.02 梅 河 口 市 阜 康 酒 精 有 限 责 任 食 用 酒 精 14.26 公 司 青 岛 琅 琊 台 集 团 股 份 有 限 公 司 蒸 馏 酒 配 制 酒 发 酵 酒 果 汁 饮 料 食 用 酒 精 14.24 天 成 玉 米 开 发 有 限 公 司 玉 米 淀 粉 玉 米 色 拉 油 等 13.86 广 东 肇 庆 星 湖 生 物 科 技 股 份 呈 味 核 苷 酸 二 钠 肌 苷 饲 料 添 加 剂 13.66 有 限 公 司 日 照 鲁 信 金 禾 生 化 有 限 公 司 柠 檬 酸 及 其 盐 类 13.28 山 东 禹 王 实 业 有 限 公 司 大 豆 分 离 蛋 白 大 豆 乳 品 蛋 白 13.07 黄 龙 食 品 工 业 有 限 公 司 玉 米 淀 粉 玉 米 蛋 白 饲 料 玉 米 麸 质 饲 料 玉 米 油 淀 粉 糖 浆 等 13.05 5.2.1 长 春 大 成 集 团 73

长 春 大 成 集 团 于 1997 年 成 立, 位 于 长 春 经 济 技 术 开 发 区 玉 米 工 业 区 内, 主 要 从 事 玉 米 精 深 加 工 和 玉 米 生 物 化 工 等 业 务 到 2005 年 底, 集 团 拥 有 23 家 附 属 公 司, 正 式 职 工 4000 人, 资 产 总 额 达 94 亿 元, 年 产 值 达 110 亿 元, 实 现 利 润 10 亿 元, 出 口 创 汇 1.2 亿 美 元 ; 集 团 已 经 形 成 了 年 处 理 300 万 吨 玉 米 的 能 力, 生 产 玉 米 精 深 加 工 和 生 物 化 工 产 品 种 类 逾 百 种, 其 中, 年 产 玉 米 淀 粉 210 万 吨 变 性 淀 粉 15 万 吨 淀 粉 糖 160 万 吨 赖 氨 酸 30 万 吨 谷 氨 酸 10 万 吨 苏 氨 酸 1 万 吨 精 氨 酸 1,000 吨 玉 米 化 工 醇 2 万 吨 集 团 生 产 企 业 分 布 在 吉 林 省 长 春 市 德 惠 市 辽 宁 省 锦 州 市 上 海 市 和 福 建 省 福 州 市 等 地 大 成 集 团 是 我 国 最 大 的 玉 米 精 深 加 工 企 业 集 团, 是 首 批 国 家 级 农 业 产 业 化 龙 头 企 业, 综 合 实 力 居 亚 洲 第 一 位 全 球 第 三 位 十 五 期 间 是 大 成 集 团 各 项 业 务 取 得 了 巨 大 成 就 的 五 年 在 此 期 间, 集 团 共 计 处 理 玉 米 达 620 万 吨, 累 计 实 现 产 值 达 300 亿 元, 实 现 利 润 超 过 25 亿 元 集 团 资 产 总 额 由 期 初 的 20 亿 元 增 加 到 94 亿 元, 年 均 增 长 率 为 40.6%; 产 值 由 期 初 的 25 亿 元 增 加 到 110 亿 元, 年 均 增 长 率 为 34.5%; 玉 米 加 工 能 力 由 初 期 的 60 万 吨 增 加 到 300 万 吨, 年 均 增 长 率 为 38.0%; 氨 基 酸 生 产 能 力 由 初 期 的 1.5 万 吨 增 加 到 42 万 吨, 年 均 增 长 率 为 94.7%; 实 现 销 售 利 润 年 均 增 长 率 达 28.0% 集 团 产 品 由 单 一 的 淀 粉 扩 大 到 变 性 淀 粉 淀 粉 糖 氨 基 酸 和 玉 米 化 工 醇 等 四 大 系 列 逾 200 多 个 品 种 赖 氨 酸 生 产 能 力 超 过 美 国 日 本 和 德 国 等 企 业, 跃 居 世 界 第 一 位, 淀 粉 变 性 淀 粉 和 淀 粉 糖 生 产 能 力 位 居 国 内 第 一 位 集 团 的 主 要 产 品 不 仅 在 国 内 市 场 占 有 率 迅 速 提 高, 占 据 主 导 地 位, 而 且 出 口 销 售 逐 年 增 长, 产 品 远 销 欧 美 和 东 南 亚 等 国 家 和 地 区 5.2.2 西 王 集 团 西 王 集 团 有 限 公 司 始 建 于 1986 年, 是 一 家 以 玉 米 深 加 工 为 主 业, 投 资 涉 及 置 业 酒 水 物 流 热 电 等 多 个 行 业 领 域 的 全 国 大 型 工 业 企 业 荣 列 2011 年 中 国 企 业 500 强 384 位 中 国 制 造 业 500 强 207 位, 控 股 西 王 糖 业 西 王 食 品 和 西 王 特 钢 三 家 上 市 公 司, 分 别 于 2006 年 5 月 2010 年 8 月 被 中 国 食 品 工 业 协 会 冠 名 中 国 糖 都 ( 淀 粉 糖 ) 中 国 玉 米 油 城 公 司 主 要 生 产 果 糖 低 聚 糖 食 用 级 和 药 用 级 葡 萄 糖 果 葡 糖 浆 葡 萄 糖 酸 钠 麦 芽 糊 精 玉 米 油 特 钢 等 主 导 产 品 打 入 国 际 市 场, 食 用 葡 萄 糖 玉 米 油 无 水 葡 萄 糖 麦 芽 糊 精 生 产 规 模 为 亚 洲 最 大 现 拥 有 总 资 产 183 亿 元, 职 工 14000 余 人 2011 年 实 现 销 售 收 入 232.4 亿 元, 利 税 20.28 亿 元, 上 交 税 金 8.1 亿 元, 分 别 同 比 增 长 38.7% 37.3% 70.9% 5.2.3 梅 花 生 物 科 技 集 团 74

梅 花 从 2002 年 生 产 味 精 起 步, 快 速 发 展 为 当 今 世 界 上 最 大 的 味 精 生 产 企 业 之 一, 是 国 内 最 大 的 氨 基 酸 生 产 企 业, 为 全 球 生 物 发 酵 领 域 的 重 要 成 员 梅 花 生 物 科 技 集 团 股 份 有 限 公 司, 总 部 设 在 河 北 省 廊 坊 市, 注 册 资 本 26 亿 元, 总 资 产 90 亿 元, 员 工 1.3 万 人, 是 一 家 以 生 物 发 酵 为 主 的 大 型 产 业 集 团, 主 营 业 务 涵 盖 氨 基 酸 和 调 味 品 两 大 领 域, 拥 有 食 品 添 加 剂 医 药 中 间 体 饲 料 添 加 剂 调 味 品 等 四 大 产 业 群, 产 品 行 销 全 球 50 多 个 国 家 和 地 区, 与 国 内 外 的 食 品 饲 料 医 药 等 知 名 企 业 形 成 了 战 略 合 作 关 系 2010 年 底, 梅 花 集 团 在 上 海 证 券 交 易 所 上 市, 股 票 代 码 600873 公 司 前 身 为 河 北 梅 花 味 精 集 团 有 限 公 司, 成 立 于 2002 年 4 月 梅 花 集 团 以 生 产 经 营 味 精 为 主 业, 依 托 既 有 生 产 链, 现 已 形 成 一 个 庞 大 的 产 品 谱 系 梅 花 集 团 年 产 味 精 达 50 万 吨, 是 全 球 最 大 的 味 精 制 造 企 业 之 一 梅 花 味 精 是 国 内 著 名 面 类 肉 类 调 味 品 类 企 业 及 多 家 跨 国 企 业 的 首 选 供 应 商 和 战 略 合 作 伙 伴, 梅 花 于 2007 年 荣 获 中 国 驰 名 商 标 以 及 最 具 竞 争 力 品 牌 称 号, 该 商 标 已 在 马 德 里 协 约 国 及 以 外 国 家 和 地 区 注 册, 产 品 销 往 全 球 50 多 个 国 家 和 地 区 公 司 视 产 品 质 量 为 企 业 生 命, 注 重 品 牌 建 设 顺 利 通 过 ISO9001 质 量 管 理 体 系 认 证 ISO14001 环 境 管 理 体 系 认 证 HACCP 食 品 安 全 卫 生 管 理 体 系 认 证 和 ISO18001 职 业 安 全 健 康 管 理 体 系 认 证 梅 花 味 精 被 农 业 部 绿 色 食 品 办 公 室 认 定 为 绿 色 食 品 梅 花 为 中 国 驰 名 商 标 梅 花 商 标 已 在 国 外 47 个 国 家 和 地 区 注 册 产 品 出 口 到 西 欧 北 美 南 美 东 南 亚 等 50 多 个 国 家 和 地 区 是 国 内 著 名 的 食 品 生 产 企 业 世 界 500 强 食 品 商 贸 企 业 的 直 接 供 应 商 和 合 作 伙 伴 梅 花 集 团 是 世 界 氨 基 酸 品 类 最 多 产 业 链 最 长 的 企 业 之 一, 产 品 涵 盖 食 品 类 氨 基 酸 ( 味 精 核 苷 酸 ) 医 药 类 氨 基 酸 ( 脯 氨 酸 谷 氨 酰 胺 异 亮 氨 酸 ) 饲 料 类 氨 基 酸 ( 苏 氨 酸 赖 氨 酸 色 氨 酸 ) 等 领 域 梅 花 集 团 坚 持 " 科 技 强 企 " 的 理 念, 力 争 建 成 一 家 " 科 技 创 新 型 资 源 节 约 型 环 境 友 好 型 和 质 量 安 全 型 " 的 现 代 化 企 业 2010 年, 梅 花 再 度 启 程, 确 立 了 极 具 雄 心 的 " 双 领 先 " 战 略 目 标, 即 致 力 于 成 为 世 界 领 先 的 氨 基 酸 企 业 和 中 国 领 先 的 调 味 品 企 业 未 来, 梅 花 集 团 将 积 极 响 应 国 家 产 业 政 策, 大 力 发 展 新 型 的 氨 基 酸 产 品 和 绿 色 健 康 的 调 味 品, 拓 展 终 端 消 费 市 场, 为 消 费 者 打 造 美 好 生 活, 实 现 " 一 品 梅 花 中 国 人 家 " 的 品 牌 愿 景 5.2.4 诸 城 兴 贸 玉 米 开 发 有 限 公 司 诸 城 兴 贸 玉 米 开 发 有 限 公 司 是 一 家 集 农 科 工 贸 于 一 体 的 跨 地 区 大 型 玉 米 综 合 深 加 工 企 业 公 司 成 立 于 1993 年 7 月, 经 过 多 年 来 的 开 拓 创 新, 现 已 发 展 成 为 拥 有 总 资 产 50 亿 元, 固 定 资 产 26 亿 元, 职 工 1 万 余 人 的 现 代 化 高 新 技 术 企 业 75

目 前, 公 司 已 经 形 成 了 年 处 理 净 化 玉 米 400 万 吨, 年 产 玉 米 淀 粉 240 万 吨 变 性 淀 粉 30 万 吨 肉 鸡 饲 料 110 万 吨 玉 米 蛋 白 粉 15 万 吨 精 制 玉 米 油 12 万 吨 玉 米 胚 芽 饼 14 万 吨 蛋 白 饲 料 30 万 吨 肌 醇 2500 吨 高 麦 芽 糖 浆 50 万 吨 麦 芽 糊 精 10 万 吨 口 服 葡 萄 糖 5 万 吨 果 葡 糖 2 万 吨 的 生 产 能 力, 形 成 了 一 个 多 品 种 互 补 的 产 业 链, 是 目 前 全 国 最 大 的 玉 米 淀 粉 变 性 淀 粉 肌 醇 生 产 基 地 公 司 致 力 于 提 高 企 业 的 核 心 竞 争 力 近 几 年 来, 公 司 先 后 完 成 了 国 家 十 五 重 大 科 技 专 项 农 产 品 深 加 工 技 术 与 设 备 研 究 开 发 项 目 十 一 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 重 大 项 目 玉 米 淀 粉 糖 系 列 变 性 淀 粉 与 多 元 醇 开 发 及 产 业 化 示 范 项 目 国 家 863 计 划 农 业 生 物 制 造 与 食 品 精 细 加 工 技 术 及 产 品 重 点 项 目 以 及 国 家 普 通 玉 米 淀 粉 深 加 工 技 术 示 范 与 产 业 化 等 多 个 项 目, 在 各 项 目 实 施 中 形 成 了 多 项 填 补 国 内 空 白 达 国 内 领 先 水 平 及 国 际 先 进 水 平 的 科 研 成 果, 多 次 荣 获 省 市 科 技 进 步 奖, 并 形 成 了 25 项 独 立 拥 有 知 识 产 权 的 专 利 公 司 以 企 业 文 化 为 支 柱, 以 市 场 为 导 向, 大 力 推 行 品 牌 战 略 几 年 来, 玉 米 淀 粉 被 评 为 中 国 绿 色 食 品 中 国 名 牌 产 品 山 东 名 牌 产 品 等 ; 玉 米 油 被 评 为 中 国 绿 色 食 品 山 东 名 牌 产 品 等 ; 淀 粉 糖 配 合 饲 料 被 评 为 中 国 名 牌 产 品 山 东 名 牌 产 品 等 ; 兴 贸 牌 商 标 被 评 为 中 国 著 名 畅 销 品 牌 中 国 知 名 品 牌 和 山 东 省 著 名 商 标 等 公 司 先 后 通 过 了 ISO9001 ISO14001 HACCP 食 品 安 全 管 理 体 系 认 证 以 及 出 口 食 品 生 产 企 业 卫 生 注 册 等, 建 立 了 完 善 的 质 量 管 理 和 服 务 系 统, 保 证 了 公 司 每 一 类 每 一 件 产 品 至 始 如 一 的 卓 越 品 质 公 司 产 品 畅 销 国 内 及 出 口 美 国 日 本 韩 国 波 兰 东 南 亚 中 东 非 洲 欧 洲 等 四 十 多 个 国 家 和 地 区 公 司 先 后 荣 获 国 家 高 新 技 术 企 业, 中 国 民 营 科 技 企 业 技 工 贸 总 收 入 100 强, 外 国 港 澳 台 地 区 在 华 投 资 企 业 500 强, 全 国 最 大 500 家 合 资 企 业 全 国 外 商 投 资 双 优 企 业 全 国 诚 信 单 位 山 东 省 卓 越 绩 效 先 进 企 业 山 东 省 农 业 银 行 AAA 级 信 用 企 业, 山 东 省 食 品 行 业 百 强 企 业 山 东 省 食 品 卫 生 先 进 单 位 山 东 省 工 业 企 业 100 强 山 东 省 十 强 粮 油 工 业 龙 头 企 业 等 几 十 项 荣 誉 党 和 国 家 领 导 人 江 泽 民 李 鹏 朱 镕 基 李 岚 清 温 家 宝 曾 庆 红 吴 仪 回 良 玉 习 近 平 等 曾 先 后 莅 临 公 司 视 察, 对 公 司 的 创 新 发 展 给 予 了 高 度 评 价 今 后 公 司 将 围 绕 做 大 玉 米 淀 粉 主 业, 做 强 淀 粉 深 加 工 业, 面 向 全 球 市 场, 打 造 世 界 名 牌 的 发 展 方 针, 以 科 技 领 航, 以 创 新 为 动 力, 不 断 加 大 高 新 技 术 产 76

品 的 科 研 开 发, 走 科 技 强 企 自 主 创 新 和 现 代 化 管 理 之 路, 全 方 位 打 造 高 新 技 术 和 卓 越 经 营 企 业, 把 公 司 建 设 成 为 世 界 最 具 竞 争 力 的 玉 米 淀 粉 及 深 加 工 企 业 5.2.5 河 南 金 丹 乳 酸 科 技 有 限 公 司 河 南 金 丹 乳 酸 有 限 公 司 属 有 限 责 任 公 司, 公 司 是 国 内 第 一 世 界 第 二 的 乳 酸 生 产 企 业, 是 国 家 火 炬 计 划 重 点 高 新 技 术 企 业, 中 国 发 酵 工 业 协 会 常 务 理 事 单 位, 乳 酸 及 系 列 产 品 国 家 标 准 第 一 起 草 单 位, 国 家 循 环 经 济 试 点 企 业, 河 南 省 百 户 重 点 企 业, 河 南 省 首 批 创 新 型 试 点 企 业, 河 南 省 农 业 产 业 化 龙 头 企 业 现 有 干 部 职 工 860 人, 其 中 大 专 以 上 学 历 人 员 538 人, 技 术 中 心 职 工 人 数 268 人, 其 中, 从 事 研 究 与 试 验 发 展 人 员 233 人, 占 职 工 总 数 的 27.1%, 中 心 高 级 专 家 和 博 士 14 人 企 业 总 资 产 98093 万 元, 其 中 固 定 资 产 63370 万 元, 资 产 负 债 率 41% 银 行 AA 级 信 用 企 业, 银 行 信 誉 良 好 公 司 先 进 的 发 展 模 式 完 善 的 创 新 体 系 有 特 色 的 主 导 产 品 在 全 国 生 物 发 酵 行 业 中 有 着 重 要 地 位 和 影 响 通 过 科 技 项 目 的 实 施, 生 产 能 力 劳 动 生 产 率 设 备 装 备 工 艺 技 术 水 平 得 到 了 快 速 提 升, 产 品 竞 争 力 达 到 国 际 先 进 水 平, 生 产 规 模 迅 速 扩 大, 取 得 了 显 着 的 经 济 和 社 会 效 益 公 司 组 织 机 构 健 全, 管 理 人 员 素 质 较 高, 在 国 内 同 行 业 中 率 先 通 过 ISO9001 质 量 管 理 体 系 认 证 ISO14001 环 境 管 理 体 系 认 证 HACCP 食 品 安 全 管 理 体 系 认 证 OHSAS18001 职 业 健 康 安 全 管 理 等 体 系 认 证 和 保 健 食 品 生 产 企 业 GMP 认 证 等 金 丹 JINDAN 商 标 被 认 定 为 国 家 驰 名 商 标, 金 丹 乳 酸 被 命 名 为 河 南 省 知 名 商 品 和 河 南 省 名 牌 产 品, 技 术 产 量 质 量 产 值 利 税 等 均 居 国 内 同 行 业 领 先 水 平 被 命 名 为 省 守 合 同 重 信 用 企 业 省 科 技 进 步 先 进 单 位 省 优 秀 民 营 企 业 等 年 产 2 万 吨 精 品 乳 酸 工 程 2007 年 2 月 被 国 家 发 改 委 授 予 国 家 农 产 品 深 加 工 示 范 工 程 项 目,2006 年 12 月 被 农 业 部 认 定 为 全 国 农 产 品 加 工 出 口 示 范 企 业 连 续 四 年 被 授 予 全 省 质 量 管 理 先 进 企 业,2008 年 1 月 被 评 为 河 南 省 质 量 振 兴 工 作 先 进 集 体,2008 年 被 省 政 府 定 为 上 市 后 备 企 业 公 司 紧 紧 依 靠 技 术 创 新, 坚 持 自 主 创 新 和 产 学 研 结 合, 走 高 新 技 术 产 业 化 发 展 之 路, 适 应 全 球 经 济 一 体 化 发 展 趋 势, 整 合 相 关 资 源, 建 立 完 善 的 科 技 创 新 体 系, 凝 聚 高 水 平 创 新 队 伍, 提 高 企 业 核 心 竞 争 力, 在 短 时 间 内 发 展 成 为 拥 有 多 项 自 主 知 识 产 权 的 产 品 和 技 术, 核 心 竞 争 力 和 资 源 整 合 能 力 较 强 的 现 代 化 企 业 采 用 以 自 主 创 新 为 主 和 产 学 研 相 结 合 的 方 式, 开 发 出 了 一 批 在 生 物 产 业 领 域 有 重 要 影 响 的 主 导 新 产 品 和 新 技 术, 在 现 代 生 物 产 业 领 域 中 形 成 了 自 己 的 特 色 和 优 势, 现 已 开 发 出 乳 酸 及 系 列 产 品 10 多 项,30 多 个 品 种, 在 国 内 占 有 70% 以 上 的 份 额, 拥 有 的 新 产 品 和 新 技 术 60% 以 上 属 自 主 研 究 开 发 的, 具 有 自 主 知 识 产 权 先 后 承 担 了 国 家 863 科 技 攻 关 计 划 火 炬 计 划 星 火 计 划 新 产 品 试 制 科 技 兴 贸 计 划 河 南 省 杰 出 人 才 创 新 基 金 重 大 科 技 攻 关 计 划 高 新 技 术 产 业 化 及 技 术 创 新 等 项 77

目 20 多 项, 获 得 了 国 家 专 利 6 项 国 家 科 技 进 步 奖 3 项 北 京 国 际 发 明 展 览 会 铜 牌 奖 河 南 省 科 技 进 步 奖 河 南 省 星 火 科 技 奖 河 南 省 优 秀 新 产 品 奖 等 38 项 ( 次 ) 2005 年 12 月 14 日, 国 家 发 改 委 中 国 工 程 院 在 我 公 司 召 开 了 河 南 省 食 品 工 业 技 术 创 新 院 士 行 金 丹 座 谈 会, 各 位 院 士 和 专 家 对 金 丹 技 术 创 新 和 产 业 发 展 给 予 高 度 评 价 和 赞 扬, 高 瞻 远 瞩 为 我 公 司 的 长 远 发 展 描 绘 了 宏 伟 的 蓝 图 2006 年 6 月 22 日 省 委 宣 传 部 组 织 的 中 央 驻 豫 河 南 省 主 流 媒 体 等 15 家 新 闻 单 位 记 者 采 访 团 莅 临 金 丹, 对 我 公 司 实 施 技 术 创 新 建 设 创 新 型 企 业 的 典 型 经 验 进 行 了 集 中 报 道 面 对 乳 酸 行 业 发 展 的 良 好 机 遇 和 广 阔 的 市 场 前 景, 我 们 制 定 了 突 出 主 业, 实 施 名 牌 战 略, 做 强 做 大, 发 展 高 新 技 术 产 业, 打 造 金 丹 航 空 母 舰, 实 现 跨 越 式 发 展 的 宏 伟 目 标, 以 质 量 求 生 存 创 新 求 发 展, 瞄 准 国 际 乳 酸 发 展 的 最 新 技 术, 开 展 技 术 创 新, 加 快 技 术 成 果 产 业 化 进 程 按 照 创 建 节 约 型 环 保 型 生 态 友 好 型 企 业 及 循 环 经 济 的 要 求, 走 新 型 工 业 化 道 路, 进 一 步 开 发 多 功 能 高 端 用 途 的 乳 酸 及 系 列 产 品, 为 推 动 我 国 生 物 产 业 的 发 展 有 效 提 升 我 国 生 物 质 材 料 产 业 的 国 际 竞 争 力 做 出 贡 献 董 事 长 张 鹏, 高 级 工 程 师,1984 年 毕 业 于 郑 州 大 学 化 学 系, 北 京 大 学 EMBA 学 位, 被 命 名 为 省 管 优 秀 专 家, 享 受 国 务 院 特 殊 津 贴, 河 南 省 第 十 届 十 一 届 人 大 代 表, 国 家 863 计 划 地 方 引 导 项 目 载 体 发 酵 及 膜 杂 化 分 离 新 技 术 生 产 乳 酸 课 题 负 责 人, 河 南 省 杰 出 人 才 创 新 基 金 项 目 获 得 者, 为 乳 酸 行 业 创 新 发 展 做 出 了 突 出 贡 献 1 乳 酸 生 产 工 艺 技 术 研 究 开 发 水 平 国 内 领 先 公 司 拥 有 国 内 一 流 的 研 发 团 队 一 流 的 研 发 设 备 先 进 高 端 的 分 析 检 测 仪 器, 拥 有 国 家 级 认 定 检 测 实 验 室, 分 析 检 测 手 段 先 进 齐 全, 具 有 承 担 较 为 复 杂 科 研 攻 关 项 目 的 能 力 公 司 凭 借 多 年 研 发 和 生 产 经 验, 占 领 高 端 市 场, 积 极 吸 收 国 际 先 进 技 术, 结 合 行 业 技 术 需 求, 运 用 现 代 生 物 技 术 研 发 手 段, 研 究 开 发 出 了 一 批 国 内 领 先 的 技 术 成 果, 相 继 开 发 出 乳 酸 L- 乳 酸 聚 乳 酸 等 产 品, 不 但 可 以 满 足 国 内 外 在 新 材 料 医 药 环 保 食 品 等 许 多 重 要 领 域 的 需 求, 而 且 在 本 行 业 前 沿 技 术 的 研 究 开 发 方 面 走 在 了 前 列, 各 项 技 术 均 居 国 内 领 先, 达 国 际 先 进 水 平 公 司 先 后 完 成 20 项 技 术 创 新 项 目, 38 次 获 得 国 家 和 省 科 技 进 步 奖 国 家 和 省 重 点 新 产 品 奖 国 家 专 利 等 瞄 准 世 界 乳 酸 及 相 关 领 域 前 沿 技 术, 形 成 国 内 领 先 国 际 先 进 的 创 新 能 力, 不 断 提 升 企 业 核 心 竞 争 能 力 如 载 体 发 酵 及 膜 杂 化 分 离 新 技 术 生 产 乳 酸 被 列 入 国 家 863 攻 关 计 划 地 方 引 导 项 目, 细 菌 发 酵 法 生 产 L- 乳 酸 被 列 入 国 家 级 火 炬 计 划 项 目, 并 被 评 为 国 家 优 秀 火 炬 计 划 项 目, 乳 78

酸 管 式 反 应 新 技 术 负 压 低 温 喷 雾 干 燥 生 产 乳 酸 钙 新 技 术 乳 酸 生 产 螯 合 树 脂 废 液 回 收 循 环 利 用 技 术 糖 清 液 高 浓 度 发 酵 多 效 降 膜 蒸 发 等, 分 别 被 列 为 重 大 科 技 攻 关 项 目 省 高 新 技 术 产 业 化 重 点 项 目 省 杰 出 人 才 创 新 基 金 等 相 继 承 担 PLA 生 物 可 降 解 材 料 单 体 L- 乳 酸 等 国 家 重 点 示 范 工 程 项 目 6 项, 推 动 了 产 业 快 速 发 展, 在 同 行 业 起 到 了 示 范 带 动 作 用, 带 动 了 我 国 乳 酸 产 业 技 术 水 平 的 不 断 提 升 2 乳 酸 及 系 列 产 品 生 产 规 模 国 内 第 一, 品 种 数 量 居 全 国 同 行 业 首 位 公 司 积 极 适 应 市 场 环 境, 实 施 技 术 创 新, 不 断 调 整 产 品 结 构, 产 品 由 单 一 逐 步 向 多 品 种 高 档 次 方 向 发 展, 取 得 了 较 好 的 业 绩, 各 项 经 济 指 标 有 较 大 幅 度 增 长, 呈 现 出 强 劲 的 发 展 态 势, 主 要 产 品 品 种 数 量 规 模 占 据 同 行 业 龙 头 地 位 公 司 主 导 产 品 乳 酸, 拥 有 L- 乳 酸 乳 酸 钙 乳 酸 钠 乳 酸 钾 乳 酸 锌 缓 冲 乳 酸 乳 酸 粉 乳 酸 钠 粉 等 10 多 个 产 品, 主 要 包 括 食 品 级 医 药 级 耐 热 级 可 聚 合 级 等 30 多 个 品 种, 形 成 了 年 产 7 万 吨 生 产 能 力 3 乳 酸 及 系 列 产 品 市 场 占 有 率 国 内 第 一 公 司 是 中 国 最 大 乳 酸 生 产 和 出 口 企 业, 市 场 占 有 率 国 内 第 一,50% 以 上 产 品 出 口 到 日 本 美 国 欧 洲 东 南 亚 50 多 个 国 家 和 地 区, 出 口 量 居 国 内 同 行 业 首 位 乳 酸 钙 乳 酸 钠 乳 酸 钾 乳 酸 锌 乳 酸 亚 铁 等 高 新 技 术 产 品 市 场 占 有 率 70%, 乳 酸 粉 缓 冲 乳 酸 等 高 新 技 术 产 品 为 国 内 独 家 生 产 ;L- 乳 酸 2 万 吨 产 能, 在 国 内 占 有 60% 以 上 市 场 份 额 ; 医 药 级 乳 酸 乳 酸 钙 作 为 医 药 级 原 材 料 在 医 药 行 业 占 有 70% 以 上 市 场 份 额 高 分 子 材 料 聚 乳 酸 已 中 试 成 功 正 在 进 行 产 业 化, 潜 在 市 场 年 需 求 将 达 250 万 吨 以 上, 未 来 5 年 内, 世 界 聚 乳 酸 需 求 量 每 年 将 达 1150~ 2300 万 吨 随 着 人 类 生 活 水 平 的 提 高, 产 品 应 用 领 域 拓 展, 金 丹 乳 酸 品 牌 将 誉 满 全 球 4 对 相 关 产 业 的 带 动 作 用 乳 酸 是 采 用 现 代 生 物 技 术 生 产 的 高 新 技 术 产 品, 它 既 是 为 生 物 基 材 料 提 供 原 料 的 生 物 基 平 台 化 合 物, 本 身 又 可 聚 合 生 成 具 有 特 殊 功 能 性 能 用 途 或 环 境 友 好 的 生 物 质 新 材 料 聚 乳 酸 等, 乳 酸 产 品 涉 及 国 民 经 济 诸 多 产 业 的 发 展, 主 要 涉 及 新 材 料 环 保 医 药 食 品 等 许 多 重 要 产 业 领 域, 起 到 了 积 极 的 带 动 作 用 以 L- 乳 酸 聚 合 生 产 的 聚 乳 酸, 是 一 种 生 物 降 解 高 分 子 材 料, 应 用 特 性 更 为 优 良 和 广 阔, 涵 盖 医 药 手 术 骨 钉 手 术 缝 合 线 包 装 材 料 日 用 塑 料 制 品 纺 织 面 料 农 用 地 膜 等, 可 带 动 新 材 料 产 业 发 展 有 效 消 除 环 境 白 色 污 染, 节 约 和 替 代 石 油 基 产 品, 对 环 境 保 护 及 社 会 发 展 具 有 重 要 的 推 动 作 用 随 着 国 家 对 食 品 安 全 的 重 视, 乳 酸 作 为 绿 色 安 全 食 品 添 加 剂, 可 以 替 代 部 分 酸 味 剂 和 防 腐 剂 的 使 用 应 79

用 于 食 品 加 工 业 中 乳 酸 作 为 医 药 原 材 料, 如 乳 酸 环 丙 沙 星 乳 酸 菌 素 片 等 已 被 医 药 行 业 所 接 受 可 有 效 消 除 防 腐 剂 和 酸 味 剂 给 人 类 身 体 健 康 带 来 的 安 全 隐 患, 对 提 高 人 类 食 品 安 全 和 医 药 产 品 质 量 功 效, 保 障 人 类 健 康 水 平 提 升 起 着 重 要 的 作 用 乳 酸 以 玉 米 为 原 料, 通 过 玉 米 的 综 合 利 用 和 精 深 加 工, 玉 米 资 源 得 到 合 理 利 用, 实 现 了 农 产 品 向 高 附 加 值 产 品 的 就 地 转 化 增 值, 延 长 产 业 链 条, 发 展 循 环 经 济, 调 整 和 优 化 农 业 结 构, 对 有 效 推 动 三 农 问 题 的 解 决 和 建 设 社 会 主 义 新 农 村 有 着 重 要 意 义 5.3 研 究 机 构 为 贯 彻 落 实 中 共 十 六 届 五 中 全 会 精 神 和 国 家 中 长 期 科 技 发 展 规 划 的 部 署, 十 一 五 期 间, 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 在 涉 及 国 家 战 略 性 产 业 支 柱 产 业 和 资 源 环 境 等 重 点 领 域, 围 绕 重 大 关 键 技 术 开 发 重 大 工 程 试 验 与 仿 真 等 方 面 布 局 建 设 国 家 工 程 实 验 室, 鼓 励 和 引 导 企 业 科 研 机 构 和 高 校 加 大 对 产 业 基 础 技 术 研 发 设 施 的 投 入, 推 进 战 略 性 前 瞻 性 和 关 键 性 技 术 等 核 心 技 术 开 发 与 实 验 能 力 的 整 体 提 升, 为 加 快 中 国 产 业 发 展 和 技 术 进 步, 建 设 创 新 型 国 家 提 供 重 要 的 技 术 支 撑 5.3.1 中 国 科 学 院 微 生 物 研 究 所 1958 年 9 月 26 日, 经 中 国 科 学 院 第 11 次 院 务 会 议 通 过 并 经 科 学 技 术 委 员 会 批 准 成 立 中 国 科 学 院 微 生 物 研 究 所 1958 年 12 月 3 日 中 国 科 学 院 正 式 行 文, 组 建 微 生 物 研 究 所, 主 要 从 事 微 生 物 资 源 微 生 物 生 物 技 术 病 原 微 生 物 与 免 疫 领 域 的 研 究, 而 以 方 心 芳 院 士 为 代 表 的 老 一 辈 工 业 微 生 物 学 家 为 我 国 微 生 物 发 酵 产 业 作 出 了 奠 基 性 贡 献 微 生 物 研 究 所 在 微 生 物 基 础 研 究 和 应 用 开 发 方 面 取 得 了 一 系 列 重 要 成 果, 对 我 国 经 济 和 社 会 的 发 展 作 出 了 重 要 贡 献 2001 年 进 入 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 试 点 以 来, 微 生 物 研 究 所 开 始 了 新 的 征 程 依 靠 不 断 增 加 的 科 技 投 入, 通 过 学 科 凝 练 和 人 才 引 进, 微 生 物 研 究 所 在 微 生 物 资 源 收 集 微 生 物 分 类 和 功 能 评 估 极 端 环 境 微 生 物 微 生 物 次 生 代 谢 微 生 物 基 因 组 学 微 生 物 与 植 物 相 互 作 用 分 子 病 毒 学 新 发 传 染 病 等 领 域, 形 成 了 自 己 的 特 色 和 优 势 目 前, 微 生 物 研 究 所 不 仅 拥 有 一 支 具 有 国 际 竞 争 力 的 研 究 队 伍, 还 具 备 了 强 大 的 科 研 支 撑 能 力 微 生 物 研 究 所 的 微 生 物 菌 种 保 藏 中 心 所 保 藏 的 菌 种 数 量 在 国 内 首 屈 一 指, 真 菌 标 本 馆 的 标 本 数 量 则 为 亚 洲 之 最, 研 究 所 的 仪 器 装 备 达 到 了 国 际 先 进 水 平 5.3.2 中 国 食 品 发 酵 工 业 研 究 院 80

中 国 食 品 发 酵 工 业 研 究 院 创 建 于 1955 年 2 月, 是 我 国 规 模 最 大 历 史 最 久 的 从 事 食 品 生 物 工 程 研 究 与 开 发 的 科 研 机 构 2003 年 4 月 被 北 京 市 科 委 认 定 为 北 京 市 科 技 研 发 机 构 研 究 院 的 主 营 业 务 包 括 : 食 品 工 程 生 物 工 程 技 术 研 制 开 发 及 技 术 咨 询 服 务 转 让 ; 生 物 工 程 技 术 科 研 和 生 产 所 需 的 原 辅 材 料 机 械 设 备 仪 器 仪 表 化 工 材 料 食 品 包 装 材 料 食 品 机 械 设 备 及 配 件 食 品 质 量 及 卫 生 检 测 设 备 的 销 售 ; 质 量 检 测 ; 工 程 咨 询 ; 菌 种 鉴 定 与 评 价 ; 人 员 技 术 培 训 ; 市 场 信 息 服 务 ; 进 出 口 业 务 等 研 究 院 设 有 食 品 工 程 研 究 发 展 部 发 酵 工 程 研 究 部 酿 酒 工 程 技 术 研 究 发 展 部 标 准 和 信 息 技 术 研 究 发 展 部 食 品 安 全 研 发 部 功 能 肽 产 业 化 研 发 部 和 国 际 合 作 与 培 训 部 ; 下 属 企 业 北 京 食 发 综 合 经 营 部 和 北 京 中 食 嘉 和 日 升 物 业 管 理 有 限 公 司 研 究 院 拥 有 国 家 级 中 国 工 业 微 生 物 菌 种 保 藏 中 心 (CICC) 国 家 食 品 质 量 监 督 检 验 中 心 全 国 食 品 发 酵 标 准 化 中 心 全 国 食 品 发 酵 工 业 科 技 情 报 信 息 中 心 国 际 培 训 中 心 和 发 酵 行 业 生 产 力 促 进 中 心 等 机 构, 并 具 有 工 程 咨 询 资 质 进 出 口 业 务 代 理 资 质 5.3.3 工 业 酶 国 家 工 程 实 验 室 2008 年 6 月, 国 家 发 展 和 改 革 委 员 会 批 准 建 设 工 业 酶 国 家 工 程 实 验 室, 该 实 验 室 是 以 中 国 科 学 院 微 生 物 研 究 所 为 依 托 单 位, 联 合 中 国 科 学 院 上 海 生 命 科 学 研 究 院 江 南 大 学 中 国 农 业 科 学 院 生 物 技 术 研 究 所 吉 林 大 学 清 华 大 学 和 天 津 科 技 大 学 等 优 势 科 研 单 位, 在 中 国 科 学 院 天 津 工 业 生 物 技 术 研 究 所 进 行 建 设 的 国 家 工 程 实 验 室 工 程 实 验 室 的 发 展 目 标 是 建 立 产 学 研 联 合 机 制, 形 成 完 整 高 效 的 酶 制 剂 研 发 链, 建 立 工 业 酶 自 主 创 新 技 术 平 台, 为 我 国 工 业 酶 产 业 发 展 提 供 技 术 支 撑, 满 足 生 物 产 业 发 展 的 需 求, 提 升 酶 制 剂 行 业 的 国 际 竞 争 力, 扭 转 酶 制 剂 行 业 对 国 外 技 术 依 赖 的 严 重 局 面, 实 现 产 业 的 健 康 发 展 5.3.4 国 家 工 程 研 究 中 心 我 国 于 1992 年 开 始 仿 效 美 国 建 设 国 家 工 程 研 究 中 心 (National Engineering Rersearch Center,NERC), 到 目 前 总 数 已 超 100 多 个, 已 建 成 的 国 家 工 程 研 究 中 心 分 布 在 生 物 技 术 领 域 医 药 和 农 业 能 源 与 环 保 领 域 等 多 个 领 域, 成 为 产 业 共 性 技 术 开 发 科 技 成 果 产 业 化 的 重 要 平 台, 极 大 地 促 进 了 可 靠 科 技 成 果 向 生 产 力 转 化 微 生 物 农 药 国 家 工 程 研 究 中 心 是 我 国 建 立 的 第 一 个 和 发 酵 技 术 有 关 的 国 家 工 程 研 究 中 心, 后 来 又 陆 续 成 立 了 几 个 国 家 工 程 研 究 中 心, 但 我 国 首 个 专 门 从 事 发 酵 技 术 研 究 的 机 构 是 2003 年 依 托 安 徽 丰 原 发 酵 技 术 有 限 公 司 和 江 南 大 学 成 立 的 发 酵 技 术 国 家 工 程 研 究 中 心 81

表 25 国 家 工 程 研 究 中 心 的 名 称 列 表 序 号 名 称 成 立 时 间 依 托 单 位 1 微 生 物 农 药 国 家 工 程 研 究 中 心 1998 年 华 中 农 业 大 学 2 发 酵 技 术 国 家 工 程 研 究 中 心 2003 年 安 徽 丰 原 发 酵 技 术 有 限 公 司 江 南 大 学 等 3 微 生 物 药 物 国 家 工 程 研 究 中 心 2007 年 华 北 制 药 集 团 新 药 研 究 开 发 公 司 4 生 物 饲 料 开 发 国 家 工 程 研 究 中 心 2008 年 中 国 农 业 科 学 院 饲 料 研 究 所 82

第 六 章 基 本 结 论 十 一 五 期 间, 我 国 生 物 制 造 产 业 一 直 呈 高 速 增 长 态 势, 在 多 个 方 面 取 得 重 要 进 展 例 如 产 业 规 模 不 断 扩 大, 2009 年 我 国 生 物 制 造 产 业 实 现 总 产 值 5500 亿 元 其 中 大 宗 发 酵 产 品 中 的 味 精 柠 檬 酸 赖 氨 酸 等 产 品 的 产 量 和 贸 易 量 位 居 世 界 前 列, 在 国 际 上 占 有 举 足 轻 重 的 地 位 此 外, 自 主 创 新 能 力 显 著 增 强, 带 动 产 业 技 术 水 平 不 断 提 高 技 术 装 备 日 益 先 进 产 品 质 量 大 幅 提 高 原 料 结 构 出 现 多 元 化, 非 粮 原 料 比 重 明 显 增 加, 产 业 结 构 调 整 优 化 升 级 产 业 国 际 化 也 取 得 新 进 展, 产 品 出 口 表 现 为 稳 定 增 长 态 势, 大 型 企 业 成 功 打 入 了 欧 洲 美 洲 等 国 家 和 地 区 十 二 五 期 间, 生 物 制 造 产 业 发 展 思 路 主 要 有 以 下 三 个 方 面 首 先 是 加 强 自 主 创 新, 提 高 国 际 竞 争 力 提 高 生 物 制 造 产 业 生 产 技 术 水 平 和 自 主 创 新 能 力, 掌 握 一 批 拥 有 自 主 知 识 产 权 的 核 心 技 术, 水 平 达 到 或 超 过 世 界 先 进 水 平, 提 高 国 际 竞 争 力 通 过 技 术 研 发 示 范 推 广 相 结 合, 充 分 发 挥 核 心 成 熟 关 键 技 术 的 支 撑 作 用, 带 动 产 业 竞 争 力 的 整 体 提 升 其 次 是 调 整 产 业 结 构, 催 生 新 兴 产 业 在 产 业 结 构 调 整 的 基 础 上, 引 导 各 类 创 新 要 素 向 企 业 集 聚, 大 力 培 育 一 批 具 有 较 强 资 本 集 聚 能 力 和 跨 国 经 营 能 力, 拥 有 自 主 知 识 产 权 核 心 技 术 和 知 名 品 牌 的 行 业 龙 头 企 业, 加 快 形 成 特 色 区 域 和 产 业 集 群 进 一 步 促 进 知 识 技 术 人 才 资 金 等 要 素 向 优 势 区 域 集 聚, 促 进 企 业 之 间 的 分 工 合 作, 推 动 我 国 生 物 制 造 产 业 的 集 群 式 发 展 第 三 是 扩 大 市 场 需 求, 带 动 产 业 发 展 生 物 制 造 产 业 要 针 对 金 融 危 机 后 世 界 消 费 模 式 的 转 变, 低 碳 经 济 快 速 发 展, 国 内 产 业 结 构 调 整 要 求 更 加 迫 切 城 乡 居 民 消 费 需 求 升 级 等 新 形 势, 大 力 发 展 生 物 制 造 产 业 产 品, 满 足 市 场 需 要 综 合 运 用 产 业 政 策 财 政 补 贴 政 府 采 购 价 格 调 控 等 手 段 推 广 绿 色 生 物 产 品, 创 造 新 的 市 场 空 间 作 为 重 点 发 展 方 向, 要 重 点 发 展 具 有 自 主 知 识 产 权 对 产 业 发 展 有 重 要 支 撑 作 用 的 新 兴 生 物 制 造 产 品 的 产 业 化 ; 发 展 生 物 基 材 料 和 精 细 化 学 品 等 大 宗 生 物 制 造 产 品, 如 非 粮 燃 料 乙 醇 乳 酸 与 聚 乳 酸 1,3- 丙 二 醇 重 点 开 发 新 型 酶 制 剂, 扩 大 酶 制 剂 在 食 品 医 药 造 纸 皮 革 纺 织 等 重 点 行 业 的 应 用 范 围, 降 低 成 本, 节 能 减 排, 发 展 清 洁 生 产 83

此 外, 要 支 持 农 产 品 精 深 加 工 和 食 品 生 物 制 造 技 术 装 备 工 艺 流 程 的 研 发 及 规 模 化 生 产, 促 进 传 统 生 物 制 造 产 业 技 术 装 备 的 升 级 改 造 到 2015 年, 生 物 制 造 产 业 产 值 或 将 达 到 1 万 亿 元, 有 望 占 GDP 比 重 3%, 在 国 民 经 济 中 的 比 重 进 一 步 提 高, 能 支 撑 引 领 经 济 社 会 发 展 此 外, 生 物 制 造 技 术 改 造 提 升 传 统 产 业 作 用 更 加 明 显, 在 解 决 资 源 环 境 等 瓶 颈 问 题 中 发 挥 更 重 要 的 作 用 84