摘要:氨基酸是生物体维持正常生命活动的必需营养物质。氨基酸对生物体生长、发育和维持正常生理功能具有至关重要的作用,以人体为例,氨基酸是继水之后的第二大组成部分,约占人体的 20%。
一、生物体必需营养物质,制备方式多样,应用广泛
氨基酸是生物体维持正常生命活动的必需营养物质。氨基酸对生物体生长、发育和维持正常生理功能具有至关重要的作用,以人体为例,氨基酸是继水之后的第二大组成部分,约占人体的 20%。
饲料领域是氨基酸的主要应用领域之一,赖氨酸、苏氨酸等氨基酸作为营养添加剂被广泛应用于饲料领域。目前全球主要有 4 种生产氨基酸的传统方法,分别为蛋白质水解法、化学合成法、微生物发酵法和酶法四种生产方法,其中微生物发酵法和酶法更具优势,是当前赖氨酸、苏氨酸主流生产方法。
氨基酸上游原材料为农产品和化合物为主,下游应用中饲用占比最大,约占60%。
上游端:根据氨基酸的种类和生产方法的不同,氨基酸上游可大致分为农业和化工行业两大类。赖氨酸、苏氨酸等以微生物发酵为主要生产手段的氨基酸,原材料主要采用玉米、大豆、小麦等农作物;蛋氨酸、甘氨酸等需要通过化学合成的氨基酸,上游原材料主要采用甲醇、丙烯等化合物。
下游端:必需氨基酸需要通过食物、饲料、注射等途径进行体外摄入,因此氨基酸作为一种重要的营养添加剂,被广泛应用于食品、饲料、美妆、医药、生物技术等领域。其中,在饲料和食品领域应用较多,此类下游需求与人们日常生活息息相关,因此需求侧相对稳定。饲用氨基酸目前为氨基酸最大的市场,从 2022 年的产量情况来看,中国氨基酸总产量为 628.26万吨,其中饲用氨基酸产量约为 390 万吨,占比 62.08%。
二、饲用氨基酸重要性凸显,对降本、耕地、环保均有助
益饲料应用:氨基酸在饲料领域的重要性凸显。推广饲用氨基酸的主要贡献可分为三个部分:降本增效、节约耕地和环境友好。
(1) “低蛋白日粮”兴起,保持“氨基酸平衡”有利于饲料行业降本增效。蛋白质合成的效果遵循“木桶理论”,由最短的木板(即限制性氨基酸)所限制。以赖氨酸为例,传统原料如玉米(赖氨酸含量约 0.22%)和小麦(约 0.3%)缺乏充足的赖氨酸等氨基酸,豆粕(约 2.7-2.9%)是主要的用于动物饲料的蛋白质来源,但其提供的氨基酸中只有作为第一限制性氨基酸的赖氨酸可以被充分利用,其他氨基酸则被浪费,以氮化合物的形式排出体外。
因此,直接添加氨基酸补齐短板,确保氨基酸平衡就是推广“低蛋白日粮”所追求的目标,对于提高饲料利用率、减少无谓的原料浪费有很大帮助。据 2023 年牧原集团公布的数据显示,实施低蛋白日粮后,头均成本可降低 15 元。
据全国畜牧总站数据,日粮粗蛋白质水平每降低 1 个百分点,大约可减少 3 个百分点的蛋白质原料用量,同时增加 3 个百分点的能量原料用量。通常蛋白质原料价格高于能量原料,价格差决定低蛋白日粮节约饲料成本的效果。合成氨基酸用量及价格也是影响低蛋白饲料成本的重要因素。但是,随着合成氨基酸生产成本降低,低蛋白配合饲料成本会进一步降低。
(2) 推广饲用氨基酸有利于节约耕地面积,缓解中国耕地面积紧缺局面。蛋白质原料的生产往往需要大量的耕地来种植大豆、玉米等作物,对耕地资源造成了巨大压力。通过在饲料中添加氨基酸,可以减少对这些作物的依赖,从而节约耕地资源。这不仅有助于缓解中国耕地面积紧张的局面,还可以减轻因耕地使用而产生的土壤退化和生物多样性丧失问题。
(3) 饲用氨基酸可减少氮排放,有助于保护环境。在传统饲料中,过量的蛋白质添加会导致动物排泄物中氮的含量升高,这些氮化合物在分解过程中会释放氨气和温室气体,对空气、土壤和水质造成污染。这种氮造成的环境污染是畜牧业的一个主要问题,而实现氨基酸平衡的饲料可以减少氮的过量摄入,从而降低动物排泄物中的氮排放,减少对环境的污染。据农业农村部数据,2023年牧原集团在饲料配方中平衡5~7种氨基酸,环境中氮排放可以降低 10%~20%。
三、生物经济的背景下,多重驱动力推动行业发展
近年来,氨基酸发展离不开国家政策的支持。2021 年 10 月,全国人民代表大会提出做大做强生物经济的规划;2022 年 5 月,《“十四五”生物经济发展规划》颁布,这是我国首部生物经济五年规划,提出四大发展趋势:从“以治病为中心”转为“以健康为中心”;从“解决温饱”转为“营养多元”;从“追求产能产效”转为“追求生态优先”;从“被动防御”转为“主动保障”。
氨基酸行业所涉及的医疗、农业和能源环保等产业作为生物经济中的支柱产业,获得政策端的大力支持。2023年 4 月,农业农村部发布《饲用豆粕减量替代三年行动方案》,明确氨基酸替代豆粕的目标和路线,进一步推动饲用氨基酸行业的发展。
外部供应不确定性威胁粮食安全,解决饲用粮矛盾成为一大对策。我国粮食用途主要有三类,分别为居民口粮、饲料用粮和工业用粮,2023 年饲料用粮已占粮食总消费量的 53%,高于居民口粮,饲用粮为粮食总消费量中占比最大的用途。2023年我国养殖业消耗的蛋白总量 8145 万吨(2022 年 7900 万吨),国内来源 4442 万吨、占 54.5%(2022 年 4243 万吨、占 53.7%),进口来源 3703 万吨、占 45.5%(2022年 3657 万吨、占 46.3%)。
大豆是饲用蛋白的主要来源,我国大豆长期依赖进口,自产率不高,2023 年,大豆进口量达到 9941 万吨,进口量占国内总消费量的 89.75%。据中国畜牧兽医学会主办的“氨基酸与饲料原料发展论坛”,从饲料原料和我国资源条件来看,国内能量原料供给有余、蛋白原料进口依赖度高,需要进口资源弥补。饲料原料供给结构性短缺的特点较为突出,推进饲料粮特别是豆粕的减量使用,是保障饲料工业稳定发展的客观需要。
豆粕减量替代带动饲用氨基酸需求。近十几年来,我国生猪饲料采用的主流配方为玉米-豆粕饲料。豆粕为饲料中重要的蛋白质来源,2018 年起,农业农村部开始推进豆粕的减量替代工作;2021 年提出推进饲料中玉米豆粕的减量替代;2023年 4 月 12 日,发布饲用豆粕减量替代三年行动方案;2023 年 6 月,饲用豆粕减量替代技术入选 2023 年农业重大引领性技术。
据中国畜牧兽医学会发布的数据,2022年,在畜牧业饲料生产全面增长的情况下,饲用豆粕比上年减少 320 万吨,相当于减少大豆需求 410 万吨,饲用豆粕在饲料中的占比降至 14.5%。2023 年,豆粕在养殖业消耗饲料中的占比为 13%,比上年下降 1.5 个百分点,按全年饲料消耗量测算,豆粕饲用消费减少 730 万吨,相当于减少大豆饲用需求 900 多万吨。
四、全球市场规模不断扩大,中国成为生产主力国家
全球氨基酸市场规模不断扩大。据 Imarc Group 统计,2023 年全球氨基酸产量为 1140 万吨,同比+3.93%,预计 2024-2032 年的 CAGR 为 4.2%,2032 年全球氨基酸产量将达到 1680 万吨。据 Polaris Market Research 预测,2030 年氨基酸市场规模将达到 494.2 亿美元,2023-2030 年的 CAGR 为 7.5%。饲用氨基酸方面,据GMI 测算,2024-2032 年全球饲用氨基酸产业规模 CAGR 为 5.8%。
中国已成为全球最大的饲用氨基酸生产国。据思瀚数据,2020 年中国氨基酸市场规模占比为 32.23%,位居世界第一。按细分用途来看,中国的氨基酸生产主要集中在饲用氨基酸领域。2023 年,中国饲用氨基酸产量约占全球的 70.4%。此外,中国饲用氨基酸产量保持逐年递增趋势,据博亚和讯统计,2024 年中国饲用氨基酸产量保持增长,同比+12.9%,达到 489 万吨。
来源:思瀚研究院