L-苯丙氨酸是生產阿斯巴甜的主要原料,也是多種藥物的合成原料。近年來,L-苯丙氨酸國內外市場需求逐年增加,產銷兩旺。
雖然我國市場上L-苯丙氨酸的需求十分旺盛,但生產技術水平一直較為落后,使得產品成本偏高,沒有市場競爭力,每年不得不從國外大量進口。前不久,我國L-苯丙氨酸產業終于在生產技術上取得了關鍵性突破,打破了外國企業的技術封鎖。
用途廣泛需求旺盛
L-苯丙氨酸是生產阿斯巴甜的主要原料,且幾乎不可能通過其他原料來替代。L-苯丙氨酸產量的70%以上用于合成阿斯巴甜,因此,L-苯丙氨酸的生產和阿斯巴甜的產銷有著十分密切的關系。近年來,阿斯巴甜國內外市場需求十分旺盛,產量呈逐年上升的態勢。
2010年我國市場上L-苯丙氨酸的需求量達到萬噸,其中用于合成阿斯巴甜的用量約為8000噸,醫藥用多種氨基酸大輸液用量和醫藥中間體制造用量約為1500噸左右;飼料添加劑、食品添加劑、營養添加劑、合成維生素等用量約為300噸左右。
當前,全球市場上L-苯丙氨酸每年的需求量約為3.8萬噸左右,且呈逐年上漲的態勢。美國是世界上最主要的消費國,年消費量已愈2萬噸,約占世界需求量的一半。西歐和日本也是主要的消費市場,西歐的L-苯丙氨酸主要供Euro-Aspartame公司生產阿斯巴甜。
現在全球L-苯丙氨酸的主要生產國有:美國(以紐特公司為主)年產能25000噸,年產8000噸左右、日本(以味之素公司為主)年產5000噸左右、韓國(以大象公司為主)年產3000噸左右、荷蘭(以DSM公司為主)年產3000噸、法國年產3000噸、德國有少量生產年產量約為800噸。長期以來,美國紐特、日本味之素、韓國大象公司、荷蘭DSM這幾家公司基本上壟斷和控制了全球L-苯丙氨酸的產量和價格。
技術突破促產業大發展
L-苯丙氨酸的工業化生產方法主要有天然蛋白質水解法、肉桂酸酶法、苯丙酮酸酶法和微生物發酵法等4種。前三種方法因為存在著收率低、成本高、對環境污染嚴重等缺點,未能得到進一步的工業化應用,現在基本被淘汰。而苯丙酮酸酶法由于所采用的轉氨酶穩定且活性高,被國內外化學工業研究部門認為是最直接、最經濟的生產方法。
之后,美國、日本、韓國等國家的企業紛紛利用先進的基因工程育種技術以及中下游膜工程技術實現了利用糖質原料進行直接發酵工業化生產L-苯丙氨酸。直接發酵法比當時國內普遍使用的酶法有很多優勢,導致國內苯丙氨酸生產企業在國外企業低成本的沖擊下,產銷十分困難,不得不先后停產。
2009年,我國L-苯丙氨酸產業的被動局面終于被打破,L-苯丙氨酸生產技術取得了突破性進展。由于擁有了自主知識產權的高產酸L-苯丙氨酸基因工程菌及工業化生產技術,突破了技術和菌種的約束,使我國L-苯丙氨酸生產進入了國際先進行列。
經過多年的刻苦攻關,直接發酵法終于在我國應用于工業化大生產,使我國L-苯丙氨酸生產成本大大降低,市場競爭力大為提高,為我國L-苯丙氨酸產業的高速發展提供了強勁的動力。福建省麥丹生物集團生產的L-苯丙氨酸上市后,就主動將產品價格向下作了較大幅度調整。由于國產優質低價的L-苯丙氨酸大量供應市場,改變了長期以來需大量進口國外產品的局面,2009年我國從國外進口的L-苯丙氨酸僅為1500噸,比2008年減少了一半以上。與此同時,國產的L-苯丙氨酸在國際市場上也對外國公司造成了很大的壓力,一些國外公司的開工率因此下降了50%。
目前國內有5家企業生產L-苯丙氨酸:福建省麥丹生物集團、麗珠集團福州福興醫藥有限公司、江蘇漢光甜味劑有限公司、溧陽維多生物工程有限公司和杭州富陽市東辰生物工程有限公司。福建省麥丹生物集團的設計年產能為8000~10000噸,約占國內生產總量的60%~70%。麗珠集團福州福興醫藥有限公司的年產能為4000噸。其它幾家公司也有幾百至一千多噸的年生產能力,但是這些公司生產的L-苯丙氨酸主要用來供給企業自身聯產下游產品阿斯巴甜,沒有產品供應市場。
福建省麥丹生物集團現已成為全國最大的苯丙氨酸生產企業,由于其在L-苯丙氨酸基因工程菌及工業化生產技術的領先優勢,使其L-苯丙氨酸年產量已排名世界第二位,僅次于日本的味之素公司,是目前中國阿斯巴甜生產企業的最大原料供應商,也是國內醫藥原料藥和醫藥中間體的重要供應商之一。
今后市場前景看好
今后L-苯丙氨酸國內外的市場需求仍將不斷增長,前景看好。首先,是因為阿斯巴甜需求強勁。阿斯巴甜已在世界120多個國家和地區獲準使用,并被WHO和聯合國糧農組織隸屬的食品添加劑聯席委員會(JECFA)確認為國際A(I)級甜味劑。阿斯巴甜符合中國食品添加劑使用衛生標準GB22367-2008。
據業內人士預計,隨著阿斯巴甜在飲料、乳制品、醫藥工業等行業應用的持續擴大,阿斯巴甜無論在國內和國外市場上的應用都得到了越來越大的發展。國際市場對阿斯巴甜相關產品的需求量以年均15%~20%的速度增長,近年增長率高達30%,遠遠高于其他人工甜味劑年均5%的增長速度。在國內,由于糖精生產受到限制,市場對阿斯巴甜的需求量大增。許多企業都在積極尋找蔗糖替代品,若其中的20%由阿斯巴甜來代替,即需阿斯巴甜約6000噸,國內企業每生產1噸阿斯巴甜就需消耗0.8噸左右的L-苯丙氨酸,生產技術較先進的企業消耗量為0.78噸。
伴隨著L-苯丙氨酸的國產化,我國阿斯巴甜的生產與應用也躍入的新的發展歷程。2009年初福建省麥丹生物集團在L-苯丙氨酸達到5000t/a的生產規模后,便將國內工業級L-苯丙氨酸的售價主動下調了2萬元/t(出口價沒調低),提供給國內數家有資質的阿斯巴甜生產廠家,從而有力地推動了L-苯丙氨酸和L-天門冬氨酸制造阿斯巴甜產業鏈的延伸,同時又有效地平抑了進口L-苯丙氨酸的價格。
其次是其它需求在穩步增長。近年來,L-苯丙氨酸在醫藥領域的應用越來越被人們所重視,從研究發現到臨床醫學都有了較大的發展。隨著國際上各種氨基酸為中間體的新藥的專利保護的到期,以及各種以氨基酸為中間體的新藥不斷涌現和大量應用,L-苯丙氨酸在醫藥上的需求量增長達到了30%,在未來兩年有可能會有爆發性的增長。據悉,L-苯丙氨酸作為抗癌藥的開發利用也已成為熱點。
同時,隨著氨基酸輸液用L-苯丙氨酸、復合氨基酸制劑用L-苯丙氨酸等氨基酸制劑的市場需求穩定增長(近年來需求增長率已超過20%),也帶動了L-苯丙氨酸市場需求的增長。
發展建議
——繼續擴大產量,充分滿足需求。
雖然我國L-苯丙氨酸的技術水平和生產能力比過去有了明顯的提高,但是由于目前國內L-苯丙氨酸的市場需求量十分巨大,國產L-苯丙氨酸仍然不能滿足市場需求,每年還要從國外進口部分L-苯丙氨酸來滿足市場,這部分市場空白完全可以用國產品來填補。因此,今后我國企業應進一步擴大生產能力,實現規模化生產,降低成本,提高市場競爭力。
——加大科技投入,提高技術水平。
從L-苯丙氨酸產業的發展歷史來看,又一次證明了科技是第一生產力,一旦技術水平落后,產業就無從發展。而科學的發展是無止境的,當今國際上科學技術的發展突飛猛進、日新月異,分子生物學、細胞生物學等技術日趨成熟與完善。利用代謝工程、遺傳工程、分子生物工程等先進技術來改造菌種,可以大大提高發酵水平。我國企業應繼續和大專院校及科研單位密切合作,進一步加大科技投入,加強基礎研究,不斷開拓創新,力爭使我國L-苯丙氨酸的工藝技術水平更上一層樓,走在世界的前面。
來源:醫藥經濟報 作者:張倫
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