氨基酸替代豆粕助益粮食安全

氨基酸是分子内含有氨基和羧基的一类有机化合物，是构建生物体蛋白质的基础物质，氨基酸/蛋白质几乎参与生物体内的每个化学反应，被机体用于制造抗体蛋白、血红蛋白、酶和激素等，以维持和调节新陈代谢。按照人体是否可自主合成，氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类，其中必需氨基酸主要包括赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸和亮氨酸，由于机体无法自主合成或者合成效率无法满足正常代谢需要，必须通过外界摄取的方式补充，非必需氨基酸主要包括谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸等。按照市场规模和是否为蛋白类氨基酸分类，则可分为大品种氨基酸、中小品种氨基酸和非蛋白类氨基酸及衍生物，其中大品种氨基酸主要系赖氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和甘氨酸，目前全球需求规模在百万吨及以上，小品种氨基酸包括缬氨酸、色氨酸、丙氨酸、精氨酸和异亮氨酸等，由于生产成本和价格相对偏高等因素，目前全球需求规模相对较小，非蛋白类氨基酸及衍生物则主要包括鸟氨酸、瓜氨酸等。

据ImarcGroup和PolarisMarketResearch，2023年全球氨基酸需求量预计超过1100万吨，市场规模近300亿美元，受益于下游养殖、医药等需求增长，近年全球氨基酸需求保持增长态势，且预计2025年全球氨基酸需求量和市场规模将分别增长至约1260万吨和344亿美元，24-25年CAGR分别约4.7%和7.5%。

由于氨基酸的主要终端为构建生物体的蛋白质，目前已规模化应用的品种，如赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和缬氨酸等，其直接下游主要是用作养殖领域，少量用于医药和食品添加剂等领域，氨基酸主要通过养殖、医药和食品添加剂等用途，最终去向主要被人体所吸收。

由于氨基酸对维持和调节生长代谢的必要性，近年在养殖领域用于替代豆粕等需求持续增长，全球诸多企业均积极布局。国内方面，代表企业包括梅花生物、星湖科技、阜丰集团和华恒生物等，欧美企业如德国赢创等，日韩企业主要包括日本味之素和韩国希杰等。

氨基酸在饲料中添加能更好地发挥饲料功效，可提升养殖效率，同时具备节约蛋白资源、提升氮利用效率和环保等功能，目前全球用量较大的品类主要包括赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和缬氨酸等品种。更为关键的是，部分氨基酸是动物生长过程中的必需氨基酸，但不能由动物体自身合成（也称为限制性氨基酸），必须依靠饲料添加的方式提供动物生长所需的营养，例如仔猪生长过程的第1-5类限制性氨基酸分别为赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸，蛋鸡生长过程的第1-4类限制性氨基酸为蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸。

据博亚和讯，22年国内养殖业饲料消费量约4.54亿吨，19-22年CAGR约4%，受益于人均肉禽蛋消费量提升等因素，预计至25年将提升至4.96亿吨左右，23-25年CAGR约3%。从饲料消费结构来看，18-22年能量/蛋白饲料消费平均占比约69%/25%，且较为稳定，其中22年分别为3.2/1.2亿吨，占比70/26%。我国能量饲料以玉米、小麦为主，21年国内玉米类能量饲料消费量1.7亿吨，约占能量饲料消费量的55%，而蛋白饲料则以豆粕为主，21年豆粕类蛋白饲料消费量约6900万吨，占蛋白饲料的比重达60%。

由于气候条件和土壤状况等原因，我国用作能量饲料的玉米自给率高，而用作蛋白饲料的豆粕的原料大豆进口依赖度居高不下。据汇易网，13-23年国内大豆进口依赖度维持80%以上。由于大豆进口依赖度高，我国饲料原料的结构性短缺成为亟待解决的重要课题。

为应对外部供应的不确定性和保障粮食安全，同时促进养殖行业降本增效等需求，近年来我国农业农村部不断推进豆粕减量替代工作，推广低蛋白质日粮饲料技术。据中国畜牧兽医报，2022年我国饲用豆粕在饲料消耗中的占比已下降至14.5%（较2017年减少3.3pct），相当于节省豆粕1400万吨（折合大豆约1800万吨）。2023年4月，农业农村部发布《饲用豆粕减量替代三年行动方案》，进一步明确豆粕减量替代的目标和路径，23-25年饲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较高，豆粕使用量的下降将促进饲料氨基酸需求的增长。

假设23/24/25年豆粕占饲料用量比重逐年降0.5pct，分别为14.0%/13.5%/13.0%，将有望驱动赖氨酸/苏氨酸/缬氨酸/异亮氨酸/色氨酸/蛋氨酸等氨基酸产品的需求持续增长，6种氨基酸产品23-25年的理论需求量合计每年将新增近10万吨，且若未来豆粕实际用量占比每年下降超过0.5pct，或者考虑杂粕用量亦可由氨基酸部分替代等因素，豆粕减量替代对氨基酸实际需求增量带动将更显著。但阶段性而言，由于小品种氨基酸成本高企等因素，一定程度上制约氨基酸对豆粕替代的进程。

图表：豆粕减量替代贡献23-25年氨基酸理论需求增量测算

数据来源：中研普华产业研究院整理

氨基酸替代豆粕的关键要素之一：全球主要粮食产区玉米种植土地利用效率显著高于大豆据美国农业部，全球主要玉米和大豆产区15/16年度-23/24年度的玉米亩产普遍高于大豆，其中阿根廷、中国和美国玉米亩产多数是大豆的2-4倍，玉米具备更高的种植效率，而目前全球工业化生产的氨基酸，均主要通过玉米为原材料发酵获得，因此玉米和大豆种植效率的差异，是支撑氨基酸替代豆粕可行性的关键要素之一。