生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和前景分析

• 2021年6月15日 zengyan來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 470 24
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據(jù)悉，生物發(fā)酵是指采用工程技術(shù)手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精，乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌

生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和前景分析

據(jù)悉，生物發(fā)酵是指采用工程技術(shù)手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精，乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵技術(shù)也有了很大的發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段。現(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)生物發(fā)酵的一個(gè)重要組成部分，具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量;利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品，如人的胰島素、干擾素和生長(zhǎng)激素等。

生物發(fā)酵是用來(lái)解決按發(fā)酵工藝進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的工程學(xué)問(wèn)題的學(xué)科。發(fā)酵工程從工程學(xué)的角度把實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工藝的發(fā)酵工業(yè)過(guò)程分為菌種、發(fā)酵和提煉(包括廢水處理)等三個(gè)階段，這三個(gè)階段都有各自的工程學(xué)問(wèn)題，一般分別把它們稱為生物發(fā)酵的上游、中游和下游工程。微生物是發(fā)酵工程的靈魂。近年來(lái)，對(duì)于發(fā)酵工程的生物學(xué)屬性的認(rèn)識(shí)愈益明朗化，發(fā)酵工程正在走近科學(xué)。生物發(fā)酵工程最基本的原理是發(fā)酵工程的生物學(xué)原理。

生物發(fā)酵上游工程包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件(pH、溫度、溶氧和營(yíng)養(yǎng)組成)的確定，營(yíng)養(yǎng)物的準(zhǔn)備等。

生物發(fā)酵中游工程主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細(xì)胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術(shù)。這里要有嚴(yán)格的無(wú)菌生長(zhǎng)環(huán)境，包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對(duì)發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進(jìn)行滅菌的技術(shù);在發(fā)酵過(guò)程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無(wú)菌空氣的空氣過(guò)濾技術(shù);在生物發(fā)酵過(guò)程中根據(jù)細(xì)胞生長(zhǎng)要求控制加料速度的計(jì)算機(jī)控制技術(shù);還有種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術(shù)。此外，根據(jù)不同的生物發(fā)酵需要，發(fā)酵工藝上還分類批量發(fā)酵：生物發(fā)酵即一次投料發(fā)酵;流加批量發(fā)酵：即在一次投料發(fā)酵的基礎(chǔ)上，流加一定量的營(yíng)養(yǎng)，生物發(fā)酵使細(xì)胞進(jìn)一步的生長(zhǎng)，或得到更多的代謝產(chǎn)物;連續(xù)發(fā)酵：生物發(fā)酵不斷地流加營(yíng)養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。在進(jìn)行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，生物發(fā)酵必須在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小發(fā)酵罐進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，得到產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)模型，并根據(jù)這個(gè)模型設(shè)計(jì)中試的發(fā)酵要求，最后生物發(fā)酵從中試數(shù)據(jù)再設(shè)計(jì)更大規(guī)模生產(chǎn)的動(dòng)力學(xué)模型。由于生物反應(yīng)的復(fù)雜性，在從實(shí)驗(yàn)室到中試，從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問(wèn)題。

生物發(fā)酵下游工程指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術(shù)：包括固液分離技術(shù)(離心分離、過(guò)濾分離、沉淀分離等工藝)，生物發(fā)酵細(xì)胞破壁技術(shù)(超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等)，蛋白質(zhì)純化技術(shù)(沉淀法、色譜分離法和超濾法等)，最后還有生物發(fā)酵產(chǎn)品的包裝處理技術(shù)(真空干燥和冰凍干事燥等)。

生物發(fā)酵行業(yè)2014年的平均產(chǎn)酸率達(dá)到15.73%，較2011年的生物發(fā)酵行業(yè)平均產(chǎn)酸率14.19%提高了1.54個(gè)百分點(diǎn);2014年行業(yè)平均總收率為89.79%，生物發(fā)酵行業(yè)平均總收率88.71%提高了1.08個(gè)百分點(diǎn)。生物發(fā)酵目前谷氨酸發(fā)酵有40%采用了高性能的溫敏菌種發(fā)酵工藝技術(shù)，使谷生物發(fā)酵和轉(zhuǎn)化率明顯提高，指標(biāo)較高的生物發(fā)酵企業(yè)平均產(chǎn)酸率可達(dá)到20g/dl以上，糖酸轉(zhuǎn)化率也可提高到近70%以上。那么，未來(lái)生物發(fā)酵行業(yè)市場(chǎng)行情如何?

根據(jù)Markets and Markets數(shù)據(jù)，2017-2022年間生物發(fā)酵復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到7.5%，預(yù)計(jì)2022年生物發(fā)酵市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到4.765億美元。從來(lái)源看，谷物(燕麥、大麥)來(lái)源的生物發(fā)酵將繼續(xù)占領(lǐng)生物發(fā)酵市場(chǎng)的主要份額，酵母則為第二生物發(fā)酵來(lái)源市場(chǎng)。

Transparency Market Research的一份調(diào)查報(bào)告預(yù)計(jì)，到2021年，全球酵母提取物和生物發(fā)酵市場(chǎng)的收入將達(dá)到10.5億美元。此外，生物發(fā)酵以及生物發(fā)酵來(lái)源的生物發(fā)酵憑借更強(qiáng)的免疫增強(qiáng)性和在法規(guī)上的逐漸完善，也有望在生物發(fā)酵市場(chǎng)贏得重要的席位。

近年來(lái)，我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)通過(guò)增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，使得產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，并形成了一些優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品。大宗發(fā)酵產(chǎn)品中的味精、賴氨酸、檸檬酸等產(chǎn)品的產(chǎn)量和貿(mào)易量位居世界前列。

未來(lái)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)如何?想要了解更多行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國(guó)生物發(fā)酵行業(yè)市場(chǎng)前瞻與未來(lái)投資戰(zhàn)略分析報(bào)告》。由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對(duì)我國(guó)生物發(fā)酵行業(yè)的供需狀況、生物發(fā)酵發(fā)展現(xiàn)狀、生物發(fā)酵子行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對(duì)生物發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、生物發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展建議、生物發(fā)酵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，以及生物發(fā)酵行業(yè)的投資分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)等等。生物發(fā)酵報(bào)告還綜合了生物發(fā)酵行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)行業(yè)在生物發(fā)酵產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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