氨基酸替代豆粕助益糧食安全

氨基酸是分子內含有氨基和羧基的一類有機化合物，是構建生物體蛋白質的基礎物質，氨基酸/蛋白質幾乎參與生物體內的每個化學反應，被機體用于制造抗體蛋白、血紅蛋白、酶和激素等，以維持和調節新陳代謝。按照人體是否可自主合成，氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩類，其中必需氨基酸主要包括賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸和亮氨酸，由于機體無法自主合成或者合成效率無法滿足正常代謝需要，必須通過外界攝取的方式補充，非必需氨基酸主要包括谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸等。按照市場規模和是否為蛋白類氨基酸分類，則可分為大品種氨基酸、中小品種氨基酸和非蛋白類氨基酸及衍生物，其中大品種氨基酸主要系賴氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和甘氨酸，目前全球需求規模在百萬噸及以上，小品種氨基酸包括纈氨酸、色氨酸、丙氨酸、精氨酸和異亮氨酸等，由于生產成本和價格相對偏高等因素，目前全球需求規模相對較小，非蛋白類氨基酸及衍生物則主要包括鳥氨酸、瓜氨酸等。

據ImarcGroup和PolarisMarketResearch，2023年全球氨基酸需求量預計超過1100萬噸，市場規模近300億美元，受益于下游養殖、醫藥等需求增長，近年全球氨基酸需求保持增長態勢，且預計2025年全球氨基酸需求量和市場規模將分別增長至約1260萬噸和344億美元，24-25年CAGR分別約4.7%和7.5%。

由于氨基酸的主要終端為構建生物體的蛋白質，目前已規模化應用的品種，如賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和纈氨酸等，其直接下游主要是用作養殖領域，少量用于醫藥和食品添加劑等領域，氨基酸主要通過養殖、醫藥和食品添加劑等用途，最終去向主要被人體所吸收。

由于氨基酸對維持和調節生長代謝的必要性，近年在養殖領域用于替代豆粕等需求持續增長，全球諸多企業均積極布局。國內方面，代表企業包括梅花生物、星湖科技、阜豐集團和華恒生物等，歐美企業如德國贏創等，日韓企業主要包括日本味之素和韓國希杰等。

氨基酸在飼料中添加能更好地發揮飼料功效，可提升養殖效率，同時具備節約蛋白資源、提升氮利用效率和環保等功能，目前全球用量較大的品類主要包括賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和纈氨酸等品種。更為關鍵的是，部分氨基酸是動物生長過程中的必需氨基酸，但不能由動物體自身合成（也稱為限制性氨基酸），必須依靠飼料添加的方式提供動物生長所需的營養，例如仔豬生長過程的第1-5類限制性氨基酸分別為賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸，蛋雞生長過程的第1-4類限制性氨基酸為蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸。

據博亞和訊，22年國內養殖業飼料消費量約4.54億噸，19-22年CAGR約4%，受益于人均肉禽蛋消費量提升等因素，預計至25年將提升至4.96億噸左右，23-25年CAGR約3%。從飼料消費結構來看，18-22年能量/蛋白飼料消費平均占比約69%/25%，且較為穩定，其中22年分別為3.2/1.2億噸，占比70/26%。我國能量飼料以玉米、小麥為主，21年國內玉米類能量飼料消費量1.7億噸，約占能量飼料消費量的55%，而蛋白飼料則以豆粕為主，21年豆粕類蛋白飼料消費量約6900萬噸，占蛋白飼料的比重達60%。

由于氣候條件和土壤狀況等原因，我國用作能量飼料的玉米自給率高，而用作蛋白飼料的豆粕的原料大豆進口依賴度居高不下。據匯易網，13-23年國內大豆進口依賴度維持80%以上。由于大豆進口依賴度高，我國飼料原料的結構性短缺成為亟待解決的重要課題。

為應對外部供應的不確定性和保障糧食安全，同時促進養殖行業降本增效等需求，近年來我國農業農村部不斷推進豆粕減量替代工作，推廣低蛋白質日糧飼料技術。據中國畜牧獸醫報，2022年我國飼用豆粕在飼料消耗中的占比已下降至14.5%（較2017年減少3.3pct），相當于節省豆粕1400萬噸（折合大豆約1800萬噸）。2023年4月，農業農村部發布《飼用豆粕減量替代三年行動方案》，進一步明確豆粕減量替代的目標和路徑，23-25年飼料中豆粕用量占比每年需下降0.5pct以上，至25年需下降至13%以下，由于豆粕中氨基酸含量占比較高，豆粕使用量的下降將促進飼料氨基酸需求的增長。

假設23/24/25年豆粕占飼料用量比重逐年降0.5pct，分別為14.0%/13.5%/13.0%，將有望驅動賴氨酸/蘇氨酸/纈氨酸/異亮氨酸/色氨酸/蛋氨酸等氨基酸產品的需求持續增長，6種氨基酸產品23-25年的理論需求量合計每年將新增近10萬噸，且若未來豆粕實際用量占比每年下降超過0.5pct，或者考慮雜粕用量亦可由氨基酸部分替代等因素，豆粕減量替代對氨基酸實際需求增量帶動將更顯著。但階段性而言，由于小品種氨基酸成本高企等因素，一定程度上制約氨基酸對豆粕替代的進程。

圖表：豆粕減量替代貢獻23-25年氨基酸理論需求增量測算

數據來源：中研普華產業研究院整理

氨基酸替代豆粕的關鍵要素之一：全球主要糧食產區玉米種植土地利用效率顯著高于大豆據美國農業部，全球主要玉米和大豆產區15/16年度-23/24年度的玉米畝產普遍高于大豆，其中阿根廷、中國和美國玉米畝產多數是大豆的2-4倍，玉米具備更高的種植效率，而目前全球工業化生產的氨基酸，均主要通過玉米為原材料發酵獲得，因此玉米和大豆種植效率的差異，是支撐氨基酸替代豆粕可行性的關鍵要素之一。