我國酶制劑產業發展分析

酶的利用已有幾千年的歷史。在古代，人們在釀造，鞣革和奶酪的制造中，就自覺和不自覺地利用酶來制造和加工產品。1897年，Buchner 發現了蔗糖轉化酶的轉化作用，最終使糖生產出酒精。至今已過去了一個多世紀。20世紀40年代，日本第一個實現了α–淀粉酶的工業化生產。中國的第一個酶制劑廠是1965年在無錫建立的無錫酶制劑廠。中國科學院微生物研究所也幾乎于同時代建立了我國第一個專業化的酶工程研究室。半個世紀來，我國的酶制劑產業從無到有，由小到大，迅速發展。產量從當初的幾百噸，發展到現在的近80萬噸，品種從當初只有一種淀粉酶，到現在二十幾個品種，應用領域也從當初的淀粉和紡織等少數領域，發展到現在涉及食品工業、飼料工業、紡織工業、造紙工業、皮革工業、醫藥工業、洗滌劑工業、化工工業、釀造工業、環保工業、淀粉糖工業等十幾個行業。

酶工程領域的研究開發也蓬勃發展。酶源的開拓，從微生物來源，發展到植物和動物；為提高酶產量和酶性能的基因改造，酶的結構修飾，抗體酶、核酶、人工合成酶等方面的研究也達到接近工業化利用的程度；為提高酶的利用效率和降低酶的使用成本而進行的固定化酶和固定化細胞的研究開發工作已在工業規模中廣泛使用，并卓有成效。酶從水相反應向有機相反應的應用開發，也已在制藥行業、化工行業得到應用，使原來難以實現過程成為現實。不但簡化了工藝，也大大提高了效率，使產品生產成本大大降低。

所有這些都證明，我國的酶制劑產業近幾十年來取得了很大的發展，我國酶工程研究有了長足的進展，為我國的酶制劑產業的發展做出了很大的貢獻，功不可沒。但是，我們也應該清醒地看到，我國的酶制劑產業和酶工程研究與國際水平相比，還有很大差距，有許多問題值得思考。只有知己知彼，找出差距，才能拿出措施，迎頭趕上，乃至超越。

下面，想從產業的角度，對我國酶工程的研究開發和酶制劑產業的發展談一些看法和建議。

一、從我國酶制劑產業的現實出發，調整酶產業的發展思路

我國酶制劑產業的起步至今已有半個多世紀，但至今的現實依然是，小而散。企業多達百余家，小的只有幾千噸，多的也只有幾萬噸（標酶），市場份額只占世界市場的10%左右，按中國方法統計的所謂“標酶”產量也不足80萬噸。而像諾維信這樣的世界級酶制劑企業，一個企業的市場份額就占世界市場的47%左右，丹尼斯科公司也占世界酶制劑市場的21%左右，后起之秀的帝斯曼公司，在不長的時間內，其銷售就占世界市場的6%左右。相比而言，我國的酶制劑產量的總量在世界市場的份額還遠遠低于國外一家企業的市場份額。這就是我國酶制劑產業面對的現實（見表1）。

表1 國內外酶制劑產業狀況綜合比較（2010年）

如何改變這種狀況，筆者認為，首先要改變我國酶制劑產業的發展思路。要立足于做大，做強，做好。盡快改變目前小而散的現狀。從做大的角度來說，希望我國的政府有關部門和產業協會，選擇有較好基礎，具有一定規模的酶制劑生產企業，以企業為主體，積極引進資金。政府搭臺，企業唱戲，采取重組、并購等多種方式，政、金、產、學、研相互動的模式，構建幾個像檸檬酸、氨基酸、維生素C等領域在世界上具有舉足輕重的酶制劑企業。在中國目前的情勢下，要做到這一點，并不是難事，就差有心人。

在做大的同時，要做強。大而不強，在世界酶制劑產業之林中，仍缺乏競爭力，這種“大”也是維持不了的。這是我國酶制劑產業發展的歷史教訓。我國酶制劑產業起步不比國外晚，主要酶制劑品種的應用也比較早，市場也有相當的規模。為什么后來與國外的差距會越拉越大呢？除了沒有做大外，另一個主要原因就是因為我們沒有做強。早期，我國大部分酶制劑企業誕生于傳統發酵行業，建立初期，就有點兒“先天不足”，缺乏研發力量和條件。企業發展了，研發投入沒有跟上，一般也只占銷售額的1%～2%，有的甚至更少，最近二年也不到5%，全行業科研投入不足1億元人民幣。相比而言，國外企業的研發投入一般占銷售額的10%左右。2010年，諾維信的研發投入達2.5億美元，占銷售額的14%。日本天野酶制劑公司研發投入近2500萬美元。均遠遠高于我國全行業研發投入。我國的低研發投入，加速了我國企業技術基礎變弱，對科研單位研發的成果的消化吸收能力弱。而我國的研發部門，對國內產業部門的需求又了解不夠，產學研脫節，需要的技術買不到，科研單位出了成果又不知往哪兒轉化。這就使我國酶制劑產業的發展后發薄力，后天失調。

要改變目前的狀況，要使酶制劑產業做強，必須要搞好產學研的緊密結合，是真心實意的，卓有成效的。不要做秀，也不能做秀。對此，筆者建議，由科技部、國家發展改革委牽頭，組織中國科學院，相關的科研院所，高等院校及產業部門，選擇符合當前我國生物產業發展，如綠色生物產業等領域所迫切需要的重要酶制劑系列品種，聚集有發展潛力，且基礎較好的企業，建立若干個酶工程技術研發中心。以企業為主體投入，國家、企業和風投資金各拿一部分，爭取在不太長的時間內，將我國現有的主打產品能上新臺階，在數量、質量和成本上能具有競爭力。筆者堅信，我們一定能夠把我國酶制劑產業做大，做強，改變目前一個大國的酶制劑市場份額頂不上國外一個企業的不正常局面。

二、 調整酶制劑產業的產品結構，使我國酶制劑產業健康發展

酶制劑產業的產品應用涉及到諸多行業。如食品行業、飼料行業、醫藥行業、紡織行業、造紙行業、制革行業、洗滌劑行業、化工行業、釀酒行業、環保行業、試劑行業等。據有關部門發布的《2011－2015年生物技術行業投資分析和前景預測報告》中顯示，今后五年將有64%的重點領域以及20%的優先主題都涉及酶催化技術的應用。在世界上已在工業上使用的酶種將近60余種，諾維信公司至今已開發22大類，600多種產品，涉及12大領域的應用。據行業統計，我國生產的主要酶制劑品種，只有糖化酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶、植酸酶、木聚糖酶、果膠酶、飼用聚合酶、啤酒復合酶等九大酶系列，其中，主要集中在淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、植酸酶等少數品種中，約占我國酶制劑產品市場銷售的90%以上。而且，我國一半以上的酶制劑企業，產品相對單一，且重復率高。應用領域也主要集中在食品工業用酶，約占85%左右。其他領域，即使在國內，市場也大部分被國外酶制劑產品所占有。

針對這樣的背景，調整我國酶制劑產品結構也是迫在眉睫。產品結構調整要從我國產業的實際出發，從以下幾方面著手。首先，搞好現有產品的升級換代。如，糖化酶和淀粉酶等我國主要產品，要盡快提高發酵水平，降低生產成本，改進產品質量，符合國內外應用和安全的需要，增加產品劑型，滿足國內外多方面的應用需求，以增強競爭力。其次，要在新領域，特種領域開發新品種。中國酶制劑除繼續加強在食品領域，飼料領域的應用開發外，將側重在生物漂白、生物制漿、生物制革、生物脫硫等旨在清潔生產、節能、降耗、減排等領域的應用開發。這些領域涉及的酶品種相對多樣，達數十種，幾乎涉及酶學分類中的六大酶類，除水解酶外，還有氧化還原酶、異構酶、轉移酶等。再則，除開發單一酶產品的多用途外，還要重點開發復合酶、多元復合酶，以及與此相配套的特殊使用工藝。只有調整產品結構，使之多樣化，我國酶制劑產業才能健康發展，才能可持續發展。為此，筆者對我國酶制劑品種的開發提出以下建議（見表2）。

表2 我國酶制劑產品結構調整方向建議

三、搞好應用開發，是我國酶工程研發領域的新課題

酶制劑產業包括生產和應用兩個方面。縱觀我國的酶制劑企業，基本上是重生產，輕應用開發。我國酶制劑生產企業注重生產，注重產品銷售，這無可厚非。但是，如果不重視酶的如何應用，不積極開拓酶的應用領域，久而久之，生產就會迷失方向。就不知道生產什么品種的產品，什么規格的產品才能滿足用戶的需要。最終老產品就會逐步被淘汰，已有的市場就會拱手讓出去。

國外的知名企業，非常注意全方位開發。在注意新品種，新工藝開發的同時，也花大力氣進行應用的開發。如諾維信公司，他們有多個研發中心，開發了22個大類，600多個商品酶制劑，應用于12個不同領域，所以它成為了世界酶制劑的龍頭企業，市場份額可以占領世界市場的半壁江山。不僅如此，他們有專門的應用開發團隊和設施，有和客戶合作開發的理念。日本天野酶制劑公司，也有集新酶種，新工藝，新應用開發為一體的研究所，開發出了150多種，應用于多個領域的酶品種。他們既有產品特色，也具高質量的酶品種，甚至，有指導酶具體應用的團隊。

我國要借鑒國外的先進經驗，改變我國生產企業重生產，輕應用開發的傳統意識，同時，要轉變我國研究單位只注重新品種開發，而忽視應用開發的慣性思維，建立起我國酶產品應用開發的新體系。我們應借助構建產學研結合的研發中心的良機，建設由生產企業，應用企業，研發機構共同參與的應用開發體系，使研發和生產相結合，生產和應用相結合。研發的產品能及時產業化，生產的產品能很快進入應用領域，進入市場。應用中發現的問題和新的需求能及時反饋到生產企業和研發單位。只有這樣，才有可能使我國酶制劑產品有一個健康的市場。就有可能使我國酶制劑產業在激烈競爭的國際市場上占有較大的份額。

應用開發還要注意新劑型的開發。即使是老品種，也應根據不同用途，不同原料，開發出相應的酶產品。如液體型、固體型、顆粒型、粉劑型、微膠囊型、固定化酶、固定化細胞、單一型、復合型、多元復合型等。對于新品種，特別是用于化工行業、環保行業、醫藥行業等領域的酶制劑，還要根據行業特點，研究出相應的特殊的酶劑型。真正把酶產品變成滿足各行各業所需要的酶商品。真正創造出我國酶制劑產品五彩繽紛的世界。

四、 加強酶工程領域自主創新研究，保持我國酶制劑產業可持續發展

我國的酶制劑產業經過了幾十年的發展，有一批基礎較好，有一定規模的老企業，也有一批近幾年發展起來的有特色的后起之秀。我國的酶工程研究領域有多年從事酶學研究的“國家隊”，也有新近建立的酶工程研發機構。既有一批經驗豐富的老科學家，也有許多在海外歷經嚴格訓練，高素質的新兵。有國家“973”計劃的創新項目支持，也有與產業化結合較緊的“863”項目的依托，開展酶工程自主創新研究，具備天時、地利、人和的條件。

關鍵在于真抓實干。針對我國酶制劑產業“青黃不接”的現狀，開展有針對性的研究。首先，應打好基礎。搞好“組學”研究，利用開發出的各種“組學”研究成果，選擇我國量大，面廣，已進入國際市場，同時又面臨著，或即將面臨著知識產權挑戰的傳統產品，如糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等品種，做到不離不棄，“改朝換代”，搞出“中國牌”的新菌種，新工藝，能使我國的產品大搖大擺地挺進國際市場。其次，研制出一批有自主知識產權，能應用于各行各業的新產品，新工藝，能為我國綠色制造工藝當好先行官。特別是用于以生物質等再生資源為原料的酶品種，如纖維素酶、木聚糖酶、木質素酶等，真正能做到高質優價。使之能進入工業規模的實用階段。再則，發現和開發特種用酶和專用酶，如化工行業、醫藥行業等，這些領域對酶的抗逆性或者安全性將有更高或更特殊的要求。有些情況需要對酶進行修飾改造，甚至，需要多學科的交叉作業。