1、 赖氨酸调研报告 I赖氨酸调研报告 目 录 第一章 赖氨酸性质与用途 1 1.1 赖氨酸的性质与分类 . 1 1.2 赖氨酸的用途 . 2 第二章 赖氨酸主要技术情况 4 2.1赖氨酸的生产工艺 4 2.2发酵法生产赖氨酸主要工艺 . 5 2.3赖氨酸生产技术的发展方向 . 6 2.4 赖氨酸生产过程中存在的问题 7 第三章 赖氨酸市场发展概况 8 3.1 国际市场发展概况 . 8 3.2 国内市场发展概况 . 10 第四章 赖氨酸主要供应商情况. 12 4.1 国内赖氨酸企业现状 . 12 4.2 国外赖氨酸企业现状 . 12 1第一章 赖氨酸性质与用途 1.1 赖氨酸的性质与分类 赖氨酸是
2、一种人类和动物必需的氨基酸之一，化学名2,6-二氨基己酸，分子式C6H14N2O2，结构简式为H2NCH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH，分子量为146.19。 赖氨酸含有2个氨基（-NH2）和1个羧基（-COOH），是一种具有明显碱性的氨基羧酸。赖氨酸是白色或近白色自由流动的结晶性粉末，几乎无臭，263264熔化并分解。通常较稳定，高温度下易结块，稍着色。相对湿度60%以下时稳定，60%以上则生成二水合物。与维生素 C 和维生素 K3共存则着色。碱性条件及直接与还原糖存在下加热则分解。易溶于水（40g/100ml，35），水溶液呈中性至微酸性。赖氨酸有旋光性，按光学活性，可分为L型
3、（左旋）， D 型（右旋）和DL型（消旋）3种构型。只有L型才能为生物体所利用，D型无生理效果，所以通常所讲的赖氨酸均指L型赖氨酸。由所用的微生物菌种与生产条件决定产生的构型。 在实际生产及应用中，游离的L-赖氨酸非常容易产生潮解现象，发黄变质，且带有刺激性的腥味，不便于长期贮存。所以，一般情况下都是先把 L-赖氨酸制成L-赖氨酸盐酸盐或L-赖氨酸硫酸盐颗粒状的物料形式以便于贮存、运输与使用。除非特殊需要，则以液体的物料形态被直接快速应用。 1.1.1 L-赖氨酸盐酸盐的理化性质 L-赖氨酸盐酸盐，化学名叫L-2，6二氨基己酸盐酸盐，分子式为C6H14N2O2HCl，分子量为182.65，结构
4、简式为H2NCH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOHHCl。 成品L-赖氨酸盐酸盐性状呈白色至黄褐色颗粒或粉末状，含量985，有特殊甜、苦滋味和独特风味。常温下较稳定，高温条件易产生结块现象，相对湿度在60以下时较稳定。 21.1.2 L-赖氨酸硫酸盐的理化性质 L-赖氩酸硫酸盐的化学名为 L-2,6 二氨基己酸硫酸盐，分子式为(C6H14N2O2)2H2SO4，分子量为 390.2，结构简式为H2NCH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH2H2SO4。 成品性状为淡褐色颗粒或粉末，粒度为 500l500m 大小的颗粒90，味道带一点香味，含量5l，pH值3.06.0。 1.2 赖
5、氨酸的用途 1.2.1 赖氨酸在医药上的应用 赖氨酸是构成蛋白质的基本单位，是合成人体激素、酶及抗体的原料，参与人体新陈代谢和各种生理活动，赖氨酸是人体必需氨基酸，在各种氨基酸输液配方中基本上都有。赖氨酸还可作为利尿药的辅助治疗剂，治疗因血中氯化物减少所致的铝中毒：可与酸（如水扬酸）作用生成盐，以减轻不良反应；与蛋氨酸合用能抑制重高血压病；同时赖氨酸也是优良的血栓预防剂。 近年来研究发现，赖氨酸对营养不良、乙型肝炎、支气管炎病有一定疗效；赖氨酸与亚铁化合物一起治疗贫血，效果显著。据国外报道：将赖氨酸加入四环素中。可以消除四环素在治疗中的副作用。 1.2.2 赖氨酸在食品上的应用 赖氨酸是人体第
6、一限制性氨基酸，即人类食品中最为缺乏的一种氨基酸，它是合成大脑神经再生性细胞和其它核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质所需的氨基酸。当食物中赖氨酸含量不足时，就会限制其它氨基酸的利用。营养专家认为，若在食物中添加1g赖氨酸，就相当于增加10g可利用的蛋白质。儿童食用添加了赖氨酸的食物，其智力发育、体格发育、血浆蛋白的含量以及对疾病的免疫力等均比较高。年老体弱者的食物中添加少量赖氨酸，可明显增加胃蛋白酶的分泌，3使食欲增加。 1.2.3赖氨酸在饲料上的应用 畜牧业使用赖氨酸已获得显著效果。畜禽小动物对赖氨酸需求量较高，在其饲料中添加赖氨酸，能增进食欲，促进生长。畜禽饲料中赖氨酸含量比较低的饲料源，添加
7、赖氨酸后可有效利用。在动物的成长阶段添加赖氨酸，可以降低原料成本。赖氨酸还是一种环保物质。它的使用可以减少畜禽饲料的总用量，以减少畜禽粪便。 4第二章 赖氨酸主要技术情况 2.1赖氨酸的生产工艺 近些年来，L-赖氨酸的生产发展十分迅速，其生产方法主要包括：水解法、合成法、酶解法和发酵法。 2.1.1 水解法 将含蛋白质较多的物质加热水解，蛋白质分解成各种氨基酸，再提取其中的赖氨酸。一般以动物血粉做原料。此法特点是工艺简单，但原料来源有限，只适用于小规模生产。 2.1.2 合成法 用化学合成法制取赖氨酸，工艺较多，所用原料不尽相同。工业上采用的主要为荷兰的DMS法及日本的东丽法，两法的主要区别在
8、于所用的原料不同，DMS法用己内酰胺，东丽法用环己烷。但两法都生成DL-氨基己内酰胺，再水解生成DL-赖氨酸，然后用酶解法进行分割，得到L-赖氨酸。合成法生产赖氨酸最大缺点是使用剧毒原料光气，且可能残留催化剂，产品安全性差，环保问题严重。 2.1.3 酶解法 酶解法是以生产己内酰胺时产生的大量副产物环己烯为原料，先制得DL-氨基己内酰胺，再用水解酶把L-氨基己内酰胺水解成L-赖氨酸，用消旋酶对D-氨基己内酰胺进行消旋，最后转化为L-赖氨酸，转化率接近100，L-赖氨酸的积累浓度可达40以上。该产品活性高，分离、精制易得。 2.1.4 发酵法 发酵法是工业生产赖氨酸最重要的方法。其原理是利用微生
9、物的某些营养缺5陷型菌株，通过代谢控制发酵，人为地改变和控制微生物的代谢途径来实现 L-赖氨酸的生产。生物合成赖氨酸的途径有两种：一种是通过 2-氨基己二酸途径(酵母、链孢酶合成赖氨酸)，另一种是通过 2，6-二氨基庚二酸途径(细菌、蓝藻、高等植物)。前者的起始物为a-酮戊二酸，后者的起始物为天冬氨酸。发酵法生产赖氨酸的一大优点是原料来源十分广泛且价格便宜，如淀粉(木薯淀粉、玉米淀粉)、糖蜜(甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜等)。发酵法的主要发酵原料是碳源，能提供碳源的物质很多，有淀粉、糖蜜、葡萄糖、醋酸、苯甲酸、乙醇和羟类等。但目前实现工业化的只有糖蜜、淀粉和醋酸三种原料路线。 2.2发酵法生产赖氨酸主要
10、工艺 (1)生产菌种：赖氨酸的产生菌包括细菌中的棒状杆菌，短杆菌，诺卡氏菌，念球菌，假单胞菌，埃希氏菌，芽孢杆菌等，真菌中的酵母，假丝酵母，隐球酵母等。其中细菌是经过2，6-二氨基庚二酸的代谢途径进行的，而消灭等真菌则是通过生成 2-氨基己二酸中间物代谢途径进行的。目前用于工业发酵生产的菌株主要是棒状杆菌和短杆菌等细菌的各种变异株，其诱变方法是以紫外线、x射线、氮芥和亚硝基酯等为主的处理方法，也是用细胞融合和基因工程等生物工程技术来育种的。 人们一直不断努力地筛选高产的优良菌株，以提高糖的转化率和发酵液中赖氨酸的累积浓度，缩短发酵时间。我国在上世纪60年代就开始了发酵法工艺研究，70年代末开始
11、了对赖氨酸产生菌的筛选，8O年代初国内研究人员成功诱变了一株赖氯酸棒状杆菌，产酸率达4.5。我国科研人员还将先进的生物技术应用于赖氨酸发酵生产，如用原生质体融合技术获得融合菌株，糖转化率提高8，发酵周期缩短1 1，将固定化细胞技术应用于赖氨酸生产，且产酸不高，但实行连续生产，对我国赖氨酸生产具有一定现实意义。 (2)发酵：目前，大多数赖氨酸生产厂家的发酵操作方式都是分批操作，发酵生产涉及到发酵液和管路系统的消毒灭菌，营养调节，酸碱度调节，通风量调节等一系列复杂的操作，都由配置的DCS系统完成，完全实现了自动化。 6(3)提取：从成熟的发酵液中提取赖氯酸，必须对发酵液进行过滤或离心分离除去菌种。
12、传统工艺采取过滤或离心分离除去大颗粒的圆体杂质。超滤技术是在20世纪90年代才开始逐步推广用应的，超滤技术用于处理赖氨酸发酵液具有如下优点： a)有利于提高下一工序离子交换中树脂的使用率和寿命； b)废水量大幅减少，减轻后续工艺废水处理的压力； c)截留物的滤渣含有丰富的蛋白及少量的赖氨酸，可以作为饲料添加剂。 d)可实现赖氨酸超滤的收率97以上，节约了生产成本。 (4)浓缩和结晶：浓缩工序是能耗较大的过程，我国赖氨酸生产最初用标准式浓缩器，每吨洗出液蒸汽消耗为1.1吨，蒸发的氨不回收。20世纪8O年代后，赖氨酸厂开始使用长管式降膜蒸发系统，带氨吸收塔，回收的氨作为提取工序的洗脱剂，蒸汽消耗降
13、为0.7t，20世纪90年代后，肇东赖氨酸厂采用热泵的三效浓缩系统，蒸汽消耗降为0.3t。 2.3赖氨酸生产技术的发展方向 (1)现有的赖氨酸生产企业应以高新技术改进造现有装置，提高企业的总体技术水平，目前国内大部分生产装置的装备水平及自动化水平都比较低，有必要通过技术创新和应用高效，节能 (如膜分离，成套ISEP分离等)设备，达到提高赖氨酸提取率，降低生产成本。 (2)减少废水排放量，加强废水处理； (3)加快赖氨酸潜在，广泛用途的开发，拓宽其在医药，食品等领域的应用，带动我国赖氨酸产业的全面发展。 72.4 赖氨酸生产过程中存在的问题 我国赖氨酸生产与国外的差距表现在以下几个方面： （1）
14、自动化程度不高。目前我国赖氨酸生产中，大部分操作是人工完成的，因此不能对一些控制因素(如糖耗、pH、温度)作出迅速反应；另外，一些关键的仪表(如耐高温的pH计、溶氧仪)、阀门等检测仪器水平和设备水平也有待提高。赖氨酸生产是一项生物工程的高新技术，应加强对赖氨酸发酵机理的理论研究。找出发酵中各影响因素，以便于用计算机控制生产，提高生产过程自动化程度。 （2）能耗问题。国外生产lt赖氨酸需要标准煤8t，而我国需要1520t，因此开发低能耗的浓缩装置十分必要。 （3）培育高产新品种、加强赖氨酸结晶最佳条件的研究也是当前生产中亟需解决的问题；另外，合成法和酶法都较为经济，又便于大规模生产，应加大研究开
15、发的力度。 8第三章 赖氨酸市场发展概况 3.1 国际市场发展概况 3.1.1 国际现状分析 赖氨酸是20多种氨基酸系列的一种，是人和动物不可缺少而自身不能合成的8种氨基酸之一，是组成蛋白质的主要成分。 随着人们生活质量的不断提高和食物结构的改变，即儿童要求增智，成年人要求增力，老年人要求增寿，妇女要求增美，加快扩大了赖氨酸应用领域和消耗需求总量，现已成为医药、食品、饲料工业和化妆品等行业的重要原料。国际赖氨酸产业也得到了快速发展。 之前，世界赖氨酸市场主要由日本味之素公司、美国ADM公司、德国巴斯夫公司、日本协和发酵公司和韩国希杰公司等控制，近年来，我国的赖氨酸生产企业迅速崛起，在世界竞争中
16、占据了一席之地。国际赖氨酸的消费主要集中在欧美和东南亚等地区。 从国际市场来看，目前，欧美地区经济有一定复苏的迹象，其需求的适当好转前期已经带动了赖氨酸销量上升，而且欧洲需求旺盛的基本格局不变，因此，欧洲市场价格仍然支持国内赖氨酸强势。 3.1.2主要国家和地区概况 （1）美国 美国是世界上赖氨酸的消费大国，最大生产厂商是美国ADM公司。由于需求的持续增长，美国赖氨酸的消费始终保持较高的增长速度。其年平均增长速度保持在15%左右。 9从美国赖氨酸的消费发展历史看，养殖业是推动赖氨酸消费增长的主要推动力。根据赖氨酸的特殊性和大豆种植面积增加的情况，今后养殖业仍将成为推动美国赖氨酸发展的主要因素，
17、特别是随着苏氨酸、色氨酸生产技术水平的不断提高，将使这两种氨基酸在饲料中的应用成为可能性。根据氨基酸的协同效应，赖氨酸的添加标准将会有一定幅度的提高，因此将推动赖氨酸消费量的增加。 （2）欧盟 近年西欧赖氨酸的消费也呈现快速增长的势头，年消费增长速度在5%以上。养猪业始终是赖氨酸的最大消费市场，这与该地区的居民饮食习惯有关。预计今后随着饲养业技术水平的提高、大豆种植面积的增长有限以及动物性蛋白饲料的禁用，赖氨酸的消费将保持5%8%的年平均增长速度。 （3）日本 日本虽是世界主要赖氨酸生产国，拥有赖氨酸的生产技术，但由于日本的粮食产量有限，饲养业的规模较小，大多数动物蛋白食品是来自国外，因此赖氨
18、酸的消费量有限，年销量不到1万吨，大部分日本产赖氨酸都用于出口。不过，日本已在世界其他各地建有多家赖氨酸的合资生产企业，在全球赖氨酸市场上占有很重要的位置。 目前由于赖氨酸的生产成本逐年增加，因此日本本土赖氨酸的产量呈下降趋势，但海外工厂却在不断扩大，据悉，可比本土降低生产成本30%40%。 （4）东南亚地区 东南亚地区是近些年来经济发展比较快的地区，蛋白质的消费水平也有了大幅度的增长，大大促进了该地区养殖业的发展。在养殖业发展的带动下，饲料及饲料添加剂的消费水平都有较大幅度的提高，目前该地区赖氨酸的年消费量6万吨。该地区将是重要的赖氨酸市场。 103.2 国内市场发展概况 3.2.1国内总体
19、市场分析 中国的赖氨酸产业起步较晚。1990年，广西赖氨酸厂（现更名为“广西桂元赖氨酸有限公司”）赖氨酸盐酸盐生产线投产，这是我国第一家利用国产技术生产千吨级赖氨酸的企业。 中国赖氨酸行业最早应用于医药领域，此后随着国内饲料工业的发展而经历了两次飞速发展，尤其是2003年以后的几年间，产品种类得到扩充。赖氨酸产品由单一的赖氨酸盐酸盐（98.5%）占领销售市场，转变为赖氨酸盐酸盐、赖氨酸硫酸盐、液体赖氨酸产品在市场上均有使用。且65%赖氨酸硫酸盐产品市场份额不断扩大，成为赖氨酸生产企业竞争的热点。 伴随着赖氨酸行业的发展，诞生了一批优质的生产企业，既有成功在港交所上市、现全球最大的赖氨酸生产企业
20、吉林大成集团，也有韩国希杰（CJ）在中国设立的希杰（聊城）生物科技有限公司，而宁夏伊品生物工程有限公司等民营企业也计划在行业内有更大的发展。 2009年来虽然四川川化味之素的彻底停产让本土赖氨酸市场少了一个年产能3.2万吨的生产商，但是随着伊品98.5%及65%赖氨酸的纷纷扩产，国内赖氨酸产能继续膨胀的势头并未明显遏止，截止目前，国内赖氨酸折合成98.5%产能已经接近70万吨，其中大成生化98.5%赖氨酸产能14万吨，65%赖氨酸产能32万吨，按照这样的产能，包括出口在内，只要国内赖氨酸的平均开工率达到60%以上，国内赖氨酸就要面临供应超压、库存增加的尴尬局面，使得国内赖氨酸企业库存压力很大、
21、赖氨酸价格持续低迷，其结果便是到2009年国内实际生产赖氨酸的企业减少到了主要的四家（大成、希杰、丰原、伊品），味之素、正大菱花2009年完全退出竞争。 11赖氨酸供大于求的局面短期难以改变。20l0年，大成、希杰等企业仍有扩产计划。希杰集团表示，今后将继续加大赖氨酸事业投资。2013年希杰将具备55万t的产能，达到30%的全球占有率。 3.2.2国内市场发展存在的问题 自2004以来，国内赖氨酸产能迅速扩张，市场形势发生了很大的变化，前景不乐观。 由于国内的赖氨酸生产厂家较多，而近期的市场需求有限，为了争夺有限的市场份额，竞争降价成了唯一的出路。然而，饲料行业内的采购热情却难以得到激发，国内
22、企业面临较大的库存压力。 从成本角度来看，国内赖氨酸企业的利润已经很微薄。面对短期有限的终端需求以及信心的匮乏，加之国内预期产量的进一步增加，预计国内赖氨酸价格可能继续在低位徘徊。另一方面，疫情蔓延对国内饲料消费也产生了不利影响。 总之，国内赖氨酸市场逐步饱和，市场竞争激烈。 12第四章 赖氨酸主要供应商情况 4.1 国内赖氨酸企业现状 中国赖氨酸企业的大致分类： （1）玉米深加工企业，包括长春大成集团、安徽丰原集团、山东金玉米、山东西王等； （2）专业赖氨酸生产企业，包括川化味之素、希杰聊城、福建大泉等； （3）原味精生产企业，包括福建麦丹、宁夏伊品、江苏菊花等； （4）生产医药产品的企业，包括河南华星制药、河南南阳衡淯、肇庆星湖等。 （5）其他企业：正大菱花、德固赛控股的凯赛里能。 4.2 国外赖氨酸企业现状 国际赖氨酸市场处于高度垄断状态，主要由美国ADM公司、日本味之素公司、日本协和发酵公司、德国巴斯夫化学公司等公司控制。目前拥有全套成熟赖氨酸生产工艺的只有美国、日本、德国、韩国与中国等少数国家。国际上有美、日、德、韩等主要生产国家近年相继扩建，年总生产能力将近100万t。
