合成生物學產品及行業格局梳理（一）：小品種氨基酸、尼龍、長鏈不飽和脂肪酸

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國信化工觀點：

1）合成生物學是一門發展迅速的前沿交叉學科，被譽為第三次生物技術革命，其下游應用廣泛，需求正在不斷擴張。合成生物學是一門融合了生物學、信息學、基因組學、化學等多學科的交叉學科，在學習自然生命系統的基礎上建立出人工生物，并制造出滿足人類需求產品。合成生物學通過設計和構建細胞工廠，能夠使細胞以淀粉、纖維素、CO2等可再生碳為原料，生產重要的化工產品、天然藥物、食品、生物能源等產品，合成生物學相可以實現更高的轉化效率、更低的成本，更友好的路線。

2）我國大品種氨基酸產能充沛，小品種氨基酸如丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、等亟需擴大產能、降低成本，通過合成生物學的手段，可有效降低小品種氨基酸生產成本。丙氨酸在食品、醫藥日化等領域具有廣泛應用，丙氨酸生產的化工流程溫度高、壓力大、酸堿強，環境污染嚴重。目前，工業化生產丙氨酸采用發酵法和微生物酶法代替了原有的化學合成法丙氨酸，華恒生物利用合成生物方法改造微生物突破厭氧發酵技術，使丙氨酸的生產成本較酶法降低50%；纈氨酸可以改善母豬生產性能，提高動物免疫力，在飼料行業的需求快速增長，由于纈氨酸的合成途徑屬于丙氨酸衍生物類型，華恒生物在具備丙氨酸厭氧發酵技術后又突破了低成本纈氨酸生物發酵技術；通過人工合成酶對丙烯酸定向加氨形成了β-丙氨酸，較傳統天冬氨酸脫羧法極大的降低了產品成本。全球丙氨酸市場自2016年3.5萬噸增長至2019年5萬噸，年化復合增長率為13%，預計丙氨酸市場在未來四年內繼續保持穩定增長，在2023年將達到8萬噸，同比2019年5.1萬噸增長57%；近年來全球纈氨酸市場規模保持著迅猛增長態勢，全球需求量從2016年的0.73萬噸增長到2019年的3.25萬噸，年復合增長率高達65%。

3）尼龍66重要上游原材料己二腈等目前國內化率仍在提升中，生物基戊二胺可實現替代法生產，長鏈尼龍作為具有優異的耐磨性和耐低溫性，其重要的上游原材長鏈二元酸（DC12及DC10）可通過合成生物學實現低成本制備。PA66主要應用領域為工程塑料和工業纖維，在汽車輕量化的趨勢下其市場潛力較大，但PA66的上游原材料己二腈生產技術壁壘很高，差能由歐、美、日控制，國內僅能實現小部分生產，且成本高昂。合成生物學可通過利用賴氨酸脫羧的方式生產戊二胺，通過尼龍56對尼龍66實現替代。長鏈尼龍的重要原料長鏈雙元脂肪酸傳統合成方法為化學合成法或由蓖麻油分解制備，凱賽生物通過合成生物學利用簡單的烷烴經過發酵即可廉價制備DC12及DC10，在全球市場占據了較高份額。

4）營養素市場空間廣闊，合成生物學大有可為。長鏈不飽和脂肪酸DHA及ARA對嬰幼兒記憶力、思維能力及視網膜發育具有重要作用，廣泛應用與嬰幼兒配方奶粉及保健品，隨著人們健康意識的提高，對DHA及ARA的需求不斷增加。DHA的主要生產來源為深海魚類，但隨著海洋污染加劇，魚油DHA存在食品安全風險，且魚油含有大量EPA，限制了其使用范圍，通過生物發酵法生產的DHA有效規避了這些分險，在DHA市場中的市占率不斷提高。

相關標的：“雙碳”背景下合成生物學有望在未來5-10年保持高速增長，我們看好合成生物學在低成本替代現有材料及制備新材料的潛力，具備技術及成本優勢的合成生物學企業將有望充分獲得競爭優勢。相關標的為華恒生物、凱賽生物、嘉必優等企業。

風險提示：原材料價格大幅波動風險；產品需求不及預期的風險；生產成本降低不及預期的風險；產品品類擴張不及預期的風險；在建項目進度不及預期的風險等。

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