专访蔚蓝生物丨助力「催化」碳中和,牵手农业巨头ADM,酶制剂企业将如何发展
《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方大会因疫情推迟一年后于近日开幕。与此同时,中国近期发布了两个关于二氧化碳排放峰值碳中和的意见和行动计划,提出了推进二氧化碳排放峰值碳中和的指导思想、工作原则、主要目标和任务。
在全球范围内,“碳中和”已经成为一项紧迫的事业。
作为一个工业经济持续发展、农业发展历史悠久的发展中国家,中国想要实现“碳中和”和“净零碳排放”,主要精力将放在工业和农业两大传统产业的技术创新上。
在生物技术飞速发展的今天,一些传统企业依靠持之以恒的技术积累,在酶制剂行业领域深耕并不断拓宽导航渠道,或将成为中国碳中和事业的有利帮手。
近年来,国内酶制剂行业涌现出益多力、蔚蓝生物等龙头企业。其中,青岛卫兰生物股份有限公司(以下简称卫兰生物,603739。SH),作为酶制剂和微生态制剂领域的R&D强势企业,近年来通过不断的技术创新和产业升级,取得了长足的进步。
公司不仅前瞻性地布局抗生素替代产品流水线,还构建了基于VLAND-PCP(基于饲料酶制剂应用大数据系统的精准定制平台)的多元化酶制剂产品定制解决方案,业务已覆盖酶制剂、微生态制剂、动物疫苗、动物保健等领域。2019年,蔚蓝生物在a股主板上市。
近日,盛辉合生元独家专访了卫兰生物酶技术中心首席科学家、山东泰山学者王华明博士和山东泰山营养健康技术中心首席科学家、产业领军人才段志博士。
图|王华明博士(左)和段志博士(右)(图片来源:受访者提供)
01
从高产到健康,绿色农业已经成为一种发展趋势。
农业对全球气候和环境有着广泛而深刻的影响,主要是因为农业生产是温室气体排放的重要来源。
11月8日,粮农组织在COP26气候峰会上发布报告称,过去30年,全球农业和粮食生产的温室气体排放量增加了17%。另一方面,根据联合国科学机构政府间气候变化专门委员会(IPCC)此前的统计,2007年至2016年,农业和粮食系统的排放量占全球总排放量的25%至30%。
农业部门产生的碳排放贯穿于生产、能源和投入品使用以及废弃物处理的全过程。其中,家禽和牲畜是农业碳排放的主要贡献者。
如果能有效提高饲料的消化利用率,促进动物的生长,在提高饲养效率的同时,也是解决牲畜排放问题的捷径。酶制剂作为一种生物催化剂,具有催化效率高、专一性强、作用条件温和、降低能耗和化学污染等特点。,或将成为农业发展的有效助推力。
基于解决农业发展相关问题,蔚蓝生物于2005年登陆青岛。
“蔚蓝生物原本是一家农牧企业,以饲料酶为主。”王华明介绍,饲料酶制剂的使用可以有效解决农业养殖中的饲料安全、饲料原料缺乏和养殖污染三大问题。不仅降低了下游养殖企业的成本,也有力地推动了我国养殖业向资源节约型、环境友好型方向发展。
(来源:蔚蓝生物)
经过多年的发展,我国饲用酶制剂行业发展如火如荼,已基本完成进口替代。随着国产酶制剂研发水平和发酵技术的不断提高,其生产成本不断降低,饲料酶市场进入同质化竞争阶段,扩大产品范围成为趋势。
目前,利用生物技术开发并工业化生产的各种酶制剂已应用于食品、纺织、饲料、造纸、医药、能源开发、环境保护等各个方面。而大部分工业领域使用的酶制剂长期被国外公司垄断。
“对于企业来说,市场是关键。”王华明说,“目前我国工业用酶的发展相对落后;食品酶占据全球最大市场,研发生产难度更大;酶用于生物催化是近年来的一个新方向。目前这些领域仍以进口品牌为主,存在较大的替代市场缺口。而且酶制剂的应用有利于实现节能减排和人类共同福祉的可持续发展,将成为企业的发展趋势。”
基于早期积累的菌种和酶分子数据,结合不断扩大的市场需求,石青逐步扩大了产品应用范围。目前已建立饲料酶、工业酶、食品酶、生物催化酶四大产品板块。
同时,基于工业化菌株的广泛数据库,天蓝生物还开发了微生态制剂、营养保健品。
图中涉及的产品(来源:蔚蓝生物)
“酶制剂的应用无处不在,”王华明介绍道。“在现代工农业领域,酶制剂的使用为降低能耗、提高生产效率提供了有效的方案。同时,近年来基于微生物发酵技术,辅助传统产业转型升级,构建基于各种新型生物制剂的绿色产业,将是未来发展的重点。”
近年来,可持续农业、再生农业等话题持续发酵,试图从生产过程、土壤环境等不同角度寻找解决环境问题的方法。在这个过程中,离不开新型生物制剂的使用。
同时,涵盖畜禽微生态、植物微生态、环境微生态等领域的微生态制剂,可以利用微生物菌群修复土壤肥力和修复水污染,有助于改善种植和养殖环境,实现农作物和环境的循环健康发展。
预计今年上半年,蔚蓝生物销售的酶制剂产品在下游客户的应用中,已减少二氧化碳排放约97万吨。未来,随着环保标准的提高,以及中长期规划对碳合规和碳中和的要求,酶制剂的市场需求将得到进一步推动。
根据蔚蓝生物发布的2021年半年报,2021年上半年,蔚蓝生物实现营收5.49亿元,同比增长27.27%。公司相关负责人表示,基于多种非常规饲料原料的饲料酶制剂销售大幅增长仍是公司上半年业绩增长的主要因素。
02
深挖底层技术,赢得了国际农业巨头的青睐。
“如果把酶比作工业技术芯片,那么用来生产酶的菌株就像微型光刻机。”王华明形象地说,作为酶制剂生产企业,通过先进的生物技术转化并获得专有菌种是可持续发展的本质要求。
随着近年来生物技术的飞速发展,传统的发酵工业发生了革命性的变化。
“新兴技术对发酵工业的影响主要体现在表达系统上,即工业菌株的研究和转化。”王华明说,“工业化的困难主要在于解决市场需求和成本问题。合成生物学带来了更加便捷的微生物转化手段,使得工业优化更加直接高效。”
天蓝生物通过研发高通量筛选、代谢工程、基因编辑等核心技术,构建了木霉、酵母、黑曲霉、芽孢四大高效蛋白质表达系统及相应的大规模发酵系统,建立了基于高通量基因筛选大数据模型和蛋白质工程的工业生物技术平台,不仅大大提高了酶制剂的催化效率,扩大了其工业应用,而且达到了国际水平。
经过多年的积累,蓝石已经在我国酶制剂行业领域占据了一席之地。其深厚的技术和市场优势吸引了国内外的合作伙伴,包括与Archer Daniels Midland Co(以下简称ADM,NYSE:ADM)和赢创在酶制剂和益生菌领域深化合作。
日前,ADM与Azure Bio共同成立合资公司,将推出人类健康领域的创新解决方案,以满足中国市场日益增长的人用益生菌需求。企业预计2022年上半年开工,2023年底投产运营。
“当今市场对全面营养补充剂和产品的需求越来越大。尤其是在中国,对益生菌的需求越来越大。解决消化系统健康和免疫功能的补充剂只是两个最优先考虑的问题。”段志说。
事实上,ADM和蔚蓝生物已经有了多年良好的合作基础。早在2015年,双方就已经开展了基于酶制剂产品的相关合作;2018年,双方共同成立了Blue -ADM联合研究中心(中国);今年3月,双方签署了青稞植物基产品项目合作协议。
“基于底层技术平台,益生菌和酶制剂研究有共同点。而酶制剂是利用微生物的代谢产物,益生菌则是直接利用其活性菌株。”段志说,早在公司成立初期,动植物微生态制剂管道就与酶制剂行业同步发展。到2018年,营养与健康技术中心正式成立,主要是研发可用于食品的具有自主知识产权的新型益生菌菌株及相应的微生物产品。
“与酶制剂流水线的主要区别在于,一方面需要对菌种的活性和稳定性进行优化和鉴定,另一方面需要严格遵守我国对食品行业的各项监管要求。还需要通过人体细胞、动物模型和人体临床试验,以充分的数据来验证益生菌的健康效应。”
据段志介绍,该中心在食品领域以改善胃肠消化、抗氧化、抗感染、降胆固醇、降血糖等功能为基础,研发了各类自主益生菌菌株,在护肤品领域研发了抗痘、延缓皮肤衰老、增强毛囊健康、缓解湿疹等外用益生菌菌株。
作为全球领先的农业生产和食品原料企业之一,ADM在刚刚过去的10月份推出了第二份全球消费趋势年度榜单。其中,预测综合营养、微生物健康、可持续生物项目等八个子赛道将成为重点增长市场领域。
(来源:食品配料第一)
近年来,健康&;Wellness的业务继续扩张。益生菌作为其中的重要一环,使得ADM花重金收购了多家益生菌原料公司,并在世界各地扩建生产设施,以期增加产能。
根据ZION Market Research前期数据,预计到2025年,全球益生菌产业产值将超过770亿美元,中国市场份额将超过25%,超过1000亿人民币。显然ADM看中了这块蛋糕。
对于ADM来说,与国内龙头企业合作势必加速其进入国内市场;对于国内企业来说,国际合作也是走出国门的捷径。此外,双方在技术上也会很强,互补的产品线会带来更大的市场份额。
“随着合成生物技术的不断发展,国内企业研究创造了自主工业菌株,不仅实现了过去进口产品的国内替代,还开发出了许多国外没有的菌株和酶制剂。”谈及未来的技术发展,王华明表示还有很多需要改进的地方,其中高通量筛选技术和更便捷的基因编辑技术的发展将继续为酶制剂企业赋能。
“目前蛋白质组序列的分析通量仍然有限,部分限制了企业对菌株的研究工作。如果测序吞吐量能够提高,将有助于产业的进一步升级。此外,近年来高通量筛选与AI技术的结合也将给企业带来新的思路。”
参考资料:炸酱怎么做