详细分析我国生物发酵产业发展规模和前景分析

据悉，生物发酵是指采用工程技术手段，利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术生物发酵的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。

生物发酵是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼(包括废水处理)等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为生物发酵的上游、中游和下游工程。微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。生物发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。

生物发酵上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件(pH、温度、溶氧和营养组成)的确定，营养物的准备等。

生物发酵中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术;在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术;在生物发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术;还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的生物发酵需要，发酵工艺上还分类批量发酵：生物发酵即一次投料发酵;流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，生物发酵使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物;连续发酵：生物发酵不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，生物发酵必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后生物发酵从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。

生物发酵下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术(离心分离、过滤分离、沉淀分离等工艺)，生物发酵细胞破壁技术(超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等)，蛋白质纯化技术(沉淀法、色谱分离法和超滤法等)，最后还有生物发酵产品的包装处理技术(真空干燥和冰冻干事燥等)。

生物发酵行业2014年的平均产酸率达到15.73%，较2011年的生物发酵行业平均产酸率14.19%提高了1.54个百分点;2014年行业平均总收率为89.79%，生物发酵行业平均总收率88.71%提高了1.08个百分点。生物发酵目前谷氨酸发酵有40%采用了高性能的温敏菌种发酵工艺技术，使谷生物发酵和转化率明显提高，指标较高的生物发酵企业平均产酸率可达到20g/dl以上，糖酸转化率也可提高到近70%以上。那么，未来生物发酵行业市场行情如何?

根据Markets and Markets数据，2017-2022年间生物发酵复合增长率将达到7.5%，预计2022年生物发酵市场规模将达到4.765亿美元。从来源看，谷物(燕麦、大麦)来源的生物发酵将继续占领生物发酵市场的主要份额，酵母则为第二生物发酵来源市场。

Transparency Market Research的一份调查报告预计，到2021年，全球酵母提取物和生物发酵市场的收入将达到10.5亿美元。此外，生物发酵以及生物发酵来源的生物发酵凭借更强的免疫增强性和在法规上的逐渐完善，也有望在生物发酵市场赢得重要的席位。

近年来，我国生物发酵产业通过增强自主创新能力、加快产业结构优化升级、提高国际竞争力，使得产业规模持续扩大，并形成了一些优势产品。大宗发酵产品中的味精、赖氨酸、柠檬酸等产品的产量和贸易量位居世界前列。