2020年中國蛋氨酸市場投資方向及應用前景預測
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蛋氨酸是構成人體的必需氨基酸之一,參與蛋白質合成。因其不能在體內自身生成,所以必須由外部獲得。如果蛋氨酸缺乏就會導致體內蛋白質合成受阻,造成機體損害。體內氧自由基造成的膜脂質過度氧化是導致機體多種損害的原因。脂質過氧化物會損害初級和次級溶酶體膜,使溶酶體內含有的作為水解的酸性磷酸酶釋放出來,對細胞和淺粒體膜等重要的細胞器造成損害,蛋氨酸通過多種途徑抗擊這些損害。
基本信息:
蛋氨酸又名甲硫氨酸
分子式:C5H11O2NS?
結構式:CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)COOH?
分子量:149.21
性狀:白色薄片狀結晶或結晶性粉末。有特殊氣味。味微甜。熔點280~281℃?(分解)。10%水溶液的PH值5.6~6.1。無旋光性。對熱及空氣穩定。對強酸不穩定,可導致脫甲基作用。溶于水(3.3g/100ml,25℃?)、稀酸和稀堿。極難溶于乙醇,幾乎不溶于乙醚。
是含硫必需氨基酸,與生物體內各種含硫化合物的代謝密切相關。當缺乏蛋氨酸時,會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現象,最后導致肝壞死或纖維化。
蛋氨酸還可利用其所帶的甲基,對有毒物或藥物進行甲基化而起到解毒的作用。因此,蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝臟疾病,也可用于緩解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物質的毒性反應。?H3CSCH2CH2CH(NH2)COOH,為含硫α-氨基酸之一。是蛋白質的一種成分,卵白蛋白和酪蛋白中很多,天然得到的是L-型。是必需氨基酸之一,L型D型都有效。在生物體內先從ATP接受腺苷基變成S-腺苷酰甲硫氨酸(活性甲硫氨酸)再進行甲基轉移。失去甲基的同型半胱氨酸經胱硫醚變成半胱氨酸。或直接脫去甲硫醇和氨,而間接地經同型半胱氨酸分解成α-酮酸。甲硫氨酸的生物合成是從O-乙酰同型絲氨酸等硫化物,或由半胱氨酸的逆途徑生成同型半胱氨酸(至此僅在鏈孢霉上出現),再向同型半胱氨酸通過轉移甲基而生成。這些甲基有由(1)N-最高正價化合物(例如甜菜堿),(2)?S-最高正價化合物(例如硫代甜菜堿)直接轉移的,有由(3)活性C1單位新產生的等。再者活性甲硫氨酸本身,也通過分解成同型半胱氨酸,成為肌酸、N-甲基煙酸、膽堿、甲基組氨酸等的甲基供體。活性甲硫氨酸經過脫羧、脫硫甲基反應也變成多胺。另一條合成途徑是通過硫甲基轉移給α-酮丁酸而生成甲硫氨酸。甲硫氨酸含的硫對堿是穩定的。溴化氰在甲硫氨酸殘基處可將肽切斷,因此多用于氨基酸排列的研究.
蛋氨酸為人體必需八種氨基酸之一。人體內不能合成,必須依靠外源補充。甲硫氨酸在人體內與ATP結合生成S-腺苷氨酸。其主要作用為:
抗肝硬變、脂肪肝及各種急性、慢性、病毒性、黃疸性肝:蛋氨酸可以促進肝細胞膜磷脂甲基化,使膜流動性增強Na+、K+?-ATP酶泵作用強,可以減少肝細胞內膽汁的淤積,轉硫基作用加強,從而增強了肝細胞內半胱氨酸、谷胱苷肽及牛磺酸的合成,減少了膽汁酸在肝內聚積,加強了解毒作用,有利于肝細胞恢復正常生理功能,促使黃疸消退和肝功能恢復。
抗各種原因引起的肝內膽汁淤積:病毒感染、妊娠和長期腸道外營養都有可能導致肝內膽汁淤積,蛋氨酸通過生成牛磺酸與膽汁酸共價結合,增強酸溶解度,易于排除肝細胞外,同時通過肝細胞膜磷的甲基化,增強Na+、K+、-ATP酶活性促進膽汁外排。應用蛋氨酸可以明顯減少由膽汁淤積引起的皮膚瘙癢和肝功異常。
心肌保護作用:蛋氨酸通過增加體內半胱氨酸和谷胱苷肽合成,增加谷胱苷肽過氧化物酶和超氧歧化酶活性,其甲基作用使內源性磷脂合成增加,從而穩定了溶酶體膜,減少了酸性磷酸酶的釋放,保護了心肌細胞線粒體免受損害,對克山病造成的心計損害尤為有用。?
抗抑郁癥作用:抑郁癥患者血液中蛋氨酸濃度顯著降低補充外源性蛋氨酸對抑郁癥有治療作用。?
降血壓作用:蛋氨酸通過轉硫作用生成牛磺酸有明顯的降壓作用。預防和治療有毒金屬非金屬對人體的傷害蛋氨酸在體內轉化成谷胱苷肽,是預防和治療重金屬鉛鎘汞對機體造成損害的重要物質。它與進入人體內的毒性金屬結合,變成可溶性的物質隨膽汁排除體外,發揮了防毒和驅毒作用。人體肺部沾染SiO2粉塵后,組織釋放氧自由基增加造成脂質過氧化增加,造成肺臟進一步損害,蛋氨酸轉化成的半胱氨酸和谷胱苷肽可以陰斷這一過程,保護肺部免受進一步損害。
甲基化在體內生物合成與代謝中發揮著重要的作用。蛋氨酸是體內最重要的甲基供體,很多含氮物質在生物合成時蛋氨酸提供甲基如肌酸、松果素、腎上腺素、肉堿、肌堿、膽堿、甲基組胺、甲菸胺等。同樣甲基化在蛋白質和核酸的修飾加工方面也極為重要。
蛋氨酸腦啡肽是近幾年熱門的研究課題,已知它具有多種生理活性。甲硫腦啡肽能夠增強TNFa產生和NK細胞活性。增強介素IL-1、IL-2、IL-6的表達。能夠減輕肝細胞損傷對淋巴細胞增強的抑制,參與了調整月經周期,同時甲硫腦啡肽與5-羥色胺以串聯方式發揮中樞鎮痛作用。
蛋氨酸的主要銷售種類:魚粉中含有豐富的蛋氨酸,而一般植物性蛋白質中的蛋氨酸含量不能滿足動物的需要,特別是最常用的大豆餅粕中較缺乏蛋氨酸。所以蛋氨酸是飼料最易缺乏的一種氨基酸,在各種配合飼料中蛋氨酸往往是第一或第二限制性氨基酸,對禽和高產奶牛,一般是第一限制性氨基酸;對豬,一般是第二限制性氨基酸。
蛋氨酸原料藥有2種:藥用級(L-蛋氨酸)和飼料級(DL-蛋氨酸)。隨著國內飼養業高速發展,國內對DL-蛋氨酸的需求正以幾何級數增長。由于DL-蛋氨酸合成工藝有一定難度,故過去幾年來我國DL-蛋氨酸進口呈高速增長態勢。DL-蛋氨酸分為固體和液體兩大類,在我國市場上主要以固體粉末劑為主。蛋氨酸目前得生產方法多采取化學合成的方法。其生產原料主要是石油下游產品合成得丙烯醛、甲醇及硫化氫等。
目前,市場銷售的蛋氨酸有4個品種,分別為固體蛋氨酸、液態羥基蛋氨酸(MHA)、液體蛋氨酸鈉鹽和固體羥基蛋氨酸鈣鹽。其中固體蛋氨酸和MHA用量分別占據世界市場的前兩位。在美國蛋氨酸市場主導產品是MHA,固體產品占次要地位。而在中國情況恰好相反,不過液體產品也逐漸被市場認識并接受,市場份額不斷提高。
蛋氨酸主要應用:
①飼料工業:蛋氨酸是一種重要的氨基酸品種,是動物飼料里一種必不可少的添加劑,加有蛋氨酸的動物飼料可以在短時間內幫助動物快速成長,使其節省大約40%的飼料。在配合飼料特別是禽類飼料中,蛋氨酸是第一限制氨基酸。畜禽缺乏蛋氨酸,會引起發育不良,體重減輕,肝腎機能減弱,肌肉萎縮,皮毛變質等。飼料中添加1kg蛋氨酸,相當于50kg魚粉的營養價值(添加量為0.05%~0.2%)。飼料中蛋氨酸的構型有DL-蛋氨酸、羥基蛋氨酸、羥基蛋氨酸鈣鹽、N-羥甲基蛋氨酸。在飼料工業中,蛋氨酸的需求量很大,尤其是氨基酸營養飼料添加劑的品種中,蛋氨酸占60%,賴氨酸占30%,其他氨基酸約占10%。在蛋氨酸的消費結構中,飼料添加劑是最大的消費市場。
②醫藥工業:在醫藥工業中,蛋氨酸是氨基酸輸液和復合氨基酸的主要成分之一。蛋氨酸可用于合成藥用維生素,利用蛋氨酸具有的抗脂肪肝作用,又可制作保肝制劑。蛋氨酸是含硫必需氨基酸,與生物體內各種含硫化合物的代謝密切相關。當缺乏蛋氨酸時,會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現象,最后導致肝壞死或纖維化。?
蛋氨酸還可利用其所帶的甲基,對有毒物或藥物進行甲基化而起到解毒的作用。因此,蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝臟疾病,也可用于緩解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物質的毒性反應。
③食品行業:由于蛋氨酸是人體必需氨基酸之一,因而它可用作營養增補劑,用于食品和保鮮品加工;由于蛋氨酸有特殊氣味,主要用于魚糕類制品。?
由于近年來世界上過量捕撈及大量污水、工業廢料排入海洋,造成世界產魚量急劇下降,用作飼料添加劑的魚粉供應不足,這就使蛋氨酸的需求量大副增長。
蛋氨酸市場需求分析:
①食料增產:2020年的食用肉需求與1997年相比,全世界約增加至1.5倍。其中大部分是發展中國家,需求順序如下:家禽肉、豬肉、牛肉。
②地球變暖:酷熱的影響使得成長、產肉量、產蛋數下降,患病率、死亡率上升。從肉仔雞生產性能來看,28℃時的產肉量降至80%;33℃時的產肉量降至65%。
③育種改良:育種改良:從1987到2007年的20年間,42天飼養肉仔雞的體重增加了0.55倍。
從出欄時的體重(42日齡)來看,過去十年平均每年增加80克,預計今后十年平均每年增加50~65克,平均每只肉仔雞出欄時體重為2~3千克,飼養的時間平均每年縮短0.8~1日。
從飼料變更率(飼料攝取量/增加體重)來分析,過去十年平均每年減少0.05。預計今后10年每年減少2%~3%,雖然每只肉仔雞的飼料攝取量減少了,但飼料中的營養成分(蛋氨酸)含量卻增加了。
④天然資源情況:家畜飼料用魚粉利用的減少。
綜上所述,由于人口增加,食料增產動物性蛋白質需求增大;隨著地球變暖,家畜的生產性能降低(添加物需求增大);家畜育種改良;對作為動物性蛋白質的天然資源的利用受到限制(如魚粉)。這些因素將會導致對蛋氨酸的需求增大。
蛋氨酸投資前景:
①設備方面:隨著國內機械加工能力及綜合實力的提高,蛋氨酸的設備制作、自動化儀表、計算機完全能夠實現國產化,特殊材質、閥門設備也能得到很好的解決,但價格只相當于進口設備的四分之一。?
②市場方面:隨著我國經濟的發展,人民生活水平的提高,對肉、蛋、奶、皮毛的需求量增加很快,我國的畜牧業、飼料業呈高速發展勢頭,并且帶動了飼料工業的發展,每年將以6%的速度發展下去。據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國蛋氨酸市場競爭策略及投資可行性研究報告》統計數據顯示:2018年全球蛋氨酸需求?135萬噸,國內需求30萬噸。國內總進口蛋氨酸168896萬噸,申請反傾銷調的產品2018年進口量128254,國內2018需求25萬噸,進口依賴度68%。征收反傾銷稅(大約等于傾銷幅度),利好程度可能有限。
③環境方面:目前,人們對甲硫醇、甲硫醚、甲硫基丙醛、海因等惡臭物質有了充分的認識。采用焚燒、化學分解、物理吸附等一系列措施,達到排放標準是完全可以實現的。?
④技術方面:生產蛋氨酸的主要中間體丙烯醛和甲硫醇生產技術已開發成功,丙烯醛和甲硫醇生產的關鍵是催化劑,近幾年蘭州石化研究院開發出自主知識產權的丙烯醛催化劑,產品性能和國外產品相當,并在武漢有機實業股份公司、上海華誼丙烯酸有限公司等工業裝置上成功應用。天津化工研究院催化劑研究所已開發出自主知識產權的系列甲硫醇催化劑,產品性能和國外產品相當,也已成功應用于國內3000t/a甲硫醇生產裝置,效果良好。
需求持續旺盛增長,促進了國內正加快蛋氨酸產業的發展,浙江、廣東、山東、湖北、上海等省市的一些企業也對蛋氨酸生產以及為其配套供應原料表現出了極大興趣。??????
有專家認為,國內生產蛋氨酸的技術并非高不可攀登。近幾年我國一些研究單位自行開發技術也取得了進展,用自己的技術建設一定經濟規模的蛋氨酸生產裝置是可行的。另外,近十幾年我國的材料和設備制造業有了較大發展,建設蛋氨酸裝置所需用的材料,現在也過關了。???????
生產蛋氨酸的原料也不再是太大問題,我國現有丙烯產能150萬~160萬噸/年,氰化鈉9萬噸/年以上,硫化氫產量也很大,從天然氣分離硫化氫,煉油廠和無機鹽生產廠也副產硫化氫,一些大型石化企業基本具備主要原料。另外,蛋氨酸生產廠可以與中間原料——丙烯醛和甲硫醇生產地分開,丙烯醛和甲硫醇還可以用于農藥、戊二醛等生產。隨儲運業的發展,原料供應不成問題,比如安迪蘇蛋氨酸生產廠就分別建在美國、法國和西班牙等,而其原料生產在法國,用船將原料運到西班牙和美國。我國現有的丙烯醛和甲硫醇生產廠也已將產品運到千里之外供農藥廠用,有的甚至還出口到歐洲等地,因此原料的問題是可以解決的。???????
此外,八峰藥化近期開發成功的“L-蛋氨酸二次合成”新工藝,實現了蛋氨酸生產廢液變廢為寶(相關內容詳見5版),這就是國內企業努力探索蛋氨酸產業的典范。今后幾年,我國將自主建成具有一定規模的蛋氨酸裝置,目前要繼續做好研究開發工作,企業間應考慮彼此聯合,形成一體化的蛋氨酸產業鏈。?
投資及效益:通過各研究部門上的努力,我國已開發出自主知識產權的丙烯醛、甲硫醇催化劑,并完全掌握丙烯醛、甲硫醇的生產技術,通過科研單位與生產企業的聯合開發,結合現有生產技術情況、形成擁有自主知識產權的蛋氨酸生產技術是有把握的。這與購買國外生產技術相比,更符合我國實際情況,投資大幅降低,經濟效益也將大幅提高。?
我國從事蛋氨酸開發與研究的有志之士經過多年的研究與實踐,已掌握蛋氨酸的生產工藝、設備、自動化控制、生產管理等重要環節。在國外不再向第三世界轉讓生產技術的情況下,利用已具備的有利條件,發展自有知識產權的蛋氨酸項目才是我們的發展方向。?