人工合成糖邁出關(guān)鍵一步 人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準(zhǔn)合成糖技術(shù)

• 李波 2023年8月17日 來源：中研普華集團、央視財經(jīng)、中研網(wǎng) 546 30
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糖是人類生產(chǎn)生活中的一種重要物質(zhì)，也是當(dāng)今工業(yè)生物制造的關(guān)鍵原材料。而要實現(xiàn)高效精準(zhǔn)的人工制糖并非易事。近日，由中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研發(fā)的人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準(zhǔn)合成糖技術(shù)取得新進展。

糖是人類生產(chǎn)生活中的一種重要物質(zhì)，也是當(dāng)今工業(yè)生物制造的關(guān)鍵原材料。而要實現(xiàn)高效精準(zhǔn)的人工制糖并非易事。近日，由中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研發(fā)的人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準(zhǔn)合成糖技術(shù)取得新進展。

這一研究成果高效、精準(zhǔn)地實現(xiàn)了己糖的人工合成，為利用二氧化碳創(chuàng)造結(jié)構(gòu)、功能多樣的糖產(chǎn)品提供了有力支撐。

己糖又稱為六碳糖，是含有6個碳原子的單糖。己糖在自然界分布廣，數(shù)量多，與機體的營養(yǎng)代謝十分密切。生活中常見的葡萄糖、果糖、半乳糖都屬于己糖。

傳統(tǒng)的二氧化碳到生物質(zhì)資源到糖的加工過程，受到植物光合作用能量轉(zhuǎn)換效率限制，在全球變暖、極端天氣和自然災(zāi)害頻發(fā)的背景下，依賴于過去糖類生物質(zhì)資源的生產(chǎn)方式面臨著供應(yīng)安全和風(fēng)險。

為了能夠更高效精準(zhǔn)地實現(xiàn)人工制糖，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所通過化學(xué)-酶耦聯(lián)的人工合成系統(tǒng)，研發(fā)出了人工轉(zhuǎn)化二氧化碳從頭精準(zhǔn)合成糖技術(shù)。

這項技術(shù)比自然光合作用糖合成更為高效、精準(zhǔn)，且步驟更為簡單，實現(xiàn)了精準(zhǔn)控制合成不同結(jié)構(gòu)與功能的己糖，其碳轉(zhuǎn)化率高于傳統(tǒng)植物光合作用，同時高于化學(xué)法制糖以及電化學(xué)-生物學(xué)耦聯(lián)的人工制糖方法，是目前人工制糖路線中碳轉(zhuǎn)化效率的最高水平。

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所楊建剛副研究員介紹，這項科研相當(dāng)于提供了一個不依賴于土地或者不依賴于種植的一個路線，是構(gòu)建了自然界不存在的一個合成路線。

它的路線更短，需要的能量更少，更高效，而且它能夠精準(zhǔn)地控制產(chǎn)物的構(gòu)型，提高產(chǎn)物的選擇性，降低后期的分離成本。

據(jù)了解，未來科研團隊通過該技術(shù)還能夠進一步合成寡糖、糖苷或糖醇等化合物，獲得自然界含量稀少甚至不存在的糖分子，作為原料應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和生物制造等領(lǐng)域。

今年以來，國內(nèi)外糖價持續(xù)走高，當(dāng)前國內(nèi)期現(xiàn)貨糖價均處在多年來的歷史最高水平。據(jù)生意社，截至5月19日，白糖市場價格為6900元/噸，較去年底漲幅達(dá)到19.25%。與歷史對比來看，白糖價格已經(jīng)創(chuàng)下2018年以來的新高。

據(jù)消費日報，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(糧農(nóng)組織)發(fā)布的報告顯示，4月國際食品價格指數(shù)出現(xiàn)1年以來的首次回升，食糖、肉類及大米的世界報價上漲。糧農(nóng)組織食糖價格指數(shù)4月環(huán)比上漲17.6%，創(chuàng)2011年10月以來的新高。

中糧期貨研究院副總監(jiān)付斌近期表示，造成糖價較高的原因主要有兩點：一是全球糖市供應(yīng)出現(xiàn)了問題，同時需求又強勁恢復(fù);二是北半球整體減產(chǎn)成為了糖價上行的導(dǎo)火索。

如果你想了解制糖行業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r、市場供需、競爭格局、標(biāo)桿企業(yè)、發(fā)展趨勢、機會風(fēng)險、發(fā)展策略與投資建議等進行了分析……

我們研究院撰寫的《2023-2028年中國制糖市場深度全景調(diào)研及投資前景分析報告》重點分析了我國制糖行業(yè)將面臨的機遇與挑戰(zhàn)，對制糖行業(yè)未來的發(fā)展趨勢及前景作出審慎分析與預(yù)測。

消息面上，據(jù)環(huán)球時報，作為全球主要產(chǎn)糖國之一，印度正面臨甘蔗產(chǎn)量下降危機，加上政府實施的出口限制，世界各地的糖價可能會進一步飆升。

制糖產(chǎn)品除砂糖外還可制成多種糖品：①綿白糖。中國甜菜糖廠的主要產(chǎn)品，制法同白砂糖，只是煮糖時起晶粒數(shù)更多、養(yǎng)晶時間更短，分蜜后加上2%的轉(zhuǎn)化糖漿，經(jīng)干燥粉碎即得。

②方塊糖。通過煮糖、養(yǎng)晶，使晶粒大小適度，分蜜時晶粒表面保留少量水分，隨即趁熱將濕糖壓條、切塊，干燥后即得。

③冰糖。一般采用靜置結(jié)晶法。即將白砂糖加水溶化、煮沸，加進少量豆?jié){或卵白，借助蛋白質(zhì)的熱凝固徹底清除其中的雜質(zhì)，過濾得的清糖汁放在敞口鍋內(nèi)熬成糖漿。在結(jié)晶容器中放入晶核，糖分圍繞晶核逐漸養(yǎng)大，再經(jīng)分蜜、干燥即得。④液體糖。精糖加水溶解或用糖漿加少量活性炭粉末過濾均可制得。

2015年以來我國糖料種植面積、糖料產(chǎn)量逐年減少，2020年中國糖料種植面積157萬公頃，較上年減少5萬公頃，同比下降3.09%;糖料產(chǎn)量12028萬噸，較上年減產(chǎn)176萬噸，同比下降1.44%。

我國成品糖產(chǎn)量雖然出現(xiàn)下滑，但在國內(nèi)市場需求穩(wěn)定的情況下，成品糖產(chǎn)業(yè)整體保持平穩(wěn)發(fā)展。2020年，中國成品糖產(chǎn)量1427.7萬噸，較上年增加71.2萬噸，同比增長5.25%。

糖作為居民生活中和食品等工業(yè)制造中不可或缺的原料，與人們的生活息息相關(guān)，中國作為一個人口大國和不斷成長的工業(yè)國家，對糖類的需求整體較大，近年來我國糖類原料作物種植面積波動明顯，一定程度帶來了我國成品糖的產(chǎn)銷波動。

目前，我國雖然已成長為第三大白糖消費國，但人均消費量仍低于發(fā)達(dá)國家水平，工業(yè)消費占據(jù)主導(dǎo)地位。

數(shù)據(jù)顯示，2020年1-12月中國成品糖產(chǎn)量1427.7萬噸，較上年增加71.2萬噸，同比增長5.25%;

其中，12月中國成品糖產(chǎn)量306.2萬噸，較上月增加190.2萬噸，同比增長3.2%。2020年中國成品糖產(chǎn)量大區(qū)分布不均衡，主要集中在華南、西南、華北地區(qū)生產(chǎn)。

其中華南地區(qū)產(chǎn)量最高，華南地區(qū)成品糖產(chǎn)量占比56.8%;西南地區(qū)成品糖產(chǎn)量占比18.5%;華北地區(qū)成品糖產(chǎn)量占比9.3%;華東地區(qū)成品糖產(chǎn)量占比9.2%。

從各地區(qū)成品糖產(chǎn)量來看，廣西、云南、廣東是全國成品糖的主要生產(chǎn)地區(qū)。2020年，廣西省成品糖產(chǎn)量679.02萬噸，居全國首位;其次云南品糖產(chǎn)量261.22萬噸，排名第二;廣東品糖產(chǎn)量119.54萬噸，排名第三。

我國是重要的食糖生產(chǎn)國和消費國，糖料種植在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位，其產(chǎn)量和產(chǎn)值僅次于糧食、油料和棉花，居第四位。

由于國內(nèi)糖料作物種植面積增長有限，國內(nèi)糖料作物產(chǎn)量也增長緩慢且有限，因此我國食糖產(chǎn)量整體保持平穩(wěn)發(fā)展，年產(chǎn)量在1000萬噸左右。目前國內(nèi)食糖消費量每年在1500萬噸左右，缺口部分通過進口糖補充。

雖然我國食糖年均消費總量位居全球第三，但僅占全球消費總量的8.9%，處于較低水平;目前我國人均年食糖消費量已突破10公斤，但仍不及世界平均水平的50%，食糖消費存在增長潛力。

國元期貨表示，中期看，2022年/2023年榨季我國食糖生產(chǎn)已經(jīng)結(jié)束，后續(xù)進入消費旺季和年內(nèi)的去庫階段，由于今年我國有大約660萬噸的食糖供需缺口，同時進口利潤倒掛嚴(yán)重，基本面上漲邏輯仍未見實質(zhì)性改變。

2023年/2024年榨季要關(guān)注連續(xù)3年的拉尼娜現(xiàn)象結(jié)束后的厄爾尼諾現(xiàn)象，將主要影響以印度為主的北半球主產(chǎn)區(qū)天氣情況。

一般來看，在大多數(shù)厄爾尼諾年份，印度在季風(fēng)季節(jié)的降雨量都會低于平均水平，有時會導(dǎo)致嚴(yán)重干旱。

對我國而言，進口利潤倒掛依然值得關(guān)注，隨著我國食糖生產(chǎn)全部結(jié)束，本年度巨大的供應(yīng)缺口逐漸走向現(xiàn)實。

目前我國已經(jīng)是制糖大國，年糖產(chǎn)量居于世界前列，但是中國是世界上人均食糖消費量最少的國家之一，遠(yuǎn)低于全世界人均消費食糖水平，僅及世界人均年消費食糖量的三分之一，屬于世界食糖消費“低下水平”的行列。

同時據(jù)中國糖業(yè)協(xié)會官網(wǎng)統(tǒng)計，我國成品糖中，工業(yè)消費占比約為58%，民用消費占比約為42%。工業(yè)消費包括食品加工、凝固劑、去污劑等，而白糖是這些產(chǎn)業(yè)重要原料。

我國的制糖業(yè)以甘蔗糖生產(chǎn)為主，占總產(chǎn)量的90%，甜菜制糖生產(chǎn)占10%。

糖類生產(chǎn)企業(yè)主要分布在中國12個省區(qū)，甘蔗糖產(chǎn)區(qū)主要分布在廣西、云南、廣東、海南等南方地區(qū)。制糖業(yè)是一個高度機械化、連續(xù)化、自動化的現(xiàn)代化生產(chǎn)行業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有非常重要的地位。

我國是全球糖消費大國，糖消費量位居全球第三，占全球比重在10%左右。我國人口眾多，糖消費量巨大，且較為穩(wěn)定。近年來我國食糖供給缺口較大，需要大量從國外進口。其中，巴西是我國第一大糖進口來源國。

國際市場。2021/2022年制糖期ICE(美國洲際交易所)原糖主力合約價格區(qū)間為17.19-20.69美分/磅，下跌2.19美分，跌幅11.03%。

制糖期初期，受印度無補貼出口政策、巴西天氣炒作等因素影響，國際原糖價格在19美分/磅之上高位運行，并創(chuàng)下20.69美分/磅的近3年價格高點;

印度、泰國開榨后，全球可供出口糖源增加，ICE原糖下跌至17.5美分/磅;隨后，俄烏沖突爆發(fā)，原油價格上漲帶動巴西燃料價格上升，乙醇較食糖大幅溢價，市場預(yù)計巴西新年度制糖比下調(diào)，糖價重返20美分/磅區(qū)間;而后受燃油稅政策影響，巴西乙醇等燃料價格大幅下降，產(chǎn)糖量回升，原糖價格再度回落至18美分/磅。

國內(nèi)市場。2021/2022年制糖期國內(nèi)糖價運行區(qū)間為5440-6167元/噸，下跌429元/噸，跌幅7.31%。制糖期初期，甜菜糖減產(chǎn)預(yù)期疊加原糖價格突破20美分/磅等因素，鄭糖價格一度達(dá)到6167元/噸高點;

廣西糖廠集中開榨后，糖價下行至5650元/噸，并徘徊數(shù)月;至2022年4月，受國際糖價上漲帶動，國內(nèi)糖價于消費淡季逆勢上漲，但受疫情多點散發(fā)等因素影響，現(xiàn)貨市場總體弱于往年，糖價逐漸回落，最終以5440元/噸價格收尾。

制糖行業(yè)未來發(fā)展趨勢及前景預(yù)測

未來幾年隨著我國糖料作物種植面積的增長，制糖行業(yè)進入上升周期。食糖按糖料劃分，可分為甘蔗糖、甜菜糖。從我國糖業(yè)發(fā)展趨勢來看，未來的重心也是“以甘蔗糖業(yè)為主，兼顧甜菜糖業(yè)”。

我國南方發(fā)展的甘蔗糖，與北方發(fā)展的甜菜糖，比例分占90%、10%。在蔗糖生產(chǎn)中，廣西、云南兩省區(qū)產(chǎn)量占全國80%左右。

消費方面，2022年受全國疫情多點散發(fā)等因素影響，食糖單月消費量大部分時間低于往年同期。

2022年12月初，隨著疫情防控政策優(yōu)化，全國生產(chǎn)活動和居民生活逐步恢復(fù)，市場信息增強，帶動食糖消費回暖。由此，對2022/23年制糖期的食糖消費持樂觀態(tài)度，預(yù)計國內(nèi)食糖消費量為1560萬噸。

中糧糖業(yè)是國內(nèi)制糖產(chǎn)業(yè)龍頭，2022年食糖經(jīng)營量達(dá)到465萬噸，經(jīng)營規(guī)模占全國消費總量的31%。

據(jù)2022年年報顯示，公司在國內(nèi)共擁有13家甘蔗、甜菜制糖企業(yè)，年產(chǎn)食糖70萬噸。在煉糖領(lǐng)域，公司已形成超過200萬噸/年煉糖產(chǎn)能，穩(wěn)居國內(nèi)行業(yè)首位。

南寧糖業(yè)是廣西規(guī)模最大的糖業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)之一，制糖業(yè)務(wù)是公司最大的業(yè)務(wù)板塊，也是最主要的收入來源。2022年完成甘蔗種植面積共87.91萬畝，較上年增加5.03萬畝。2022年制糖業(yè)務(wù)產(chǎn)量40.59萬噸。

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