合成生物学：定向设计改造生命系统，属于未来的生产方式
合成生物学是指在工程学思想指导下，对生物体进行有目标的设计、改造、 甚至创建赋予非自然功能“人造生命”，即生物学的工程化。从应用研究方 面看，合成生物学技术的发展在医药、能源、化工、材料、环保和农业等 领域都具有极大的应用价值。 在进行合成生物学产品设计时，一般步骤主要包含以下三个阶段：首先是 基础层的底盘细胞筛选，在这一阶段主要是依据目标产品去寻找合适的宿 主细胞；其次是定向改造的过程，这一阶段需要运用 DNA 测序、基因编辑 及基因组组合等技术对宿主细胞的代谢通路进行定向改造，使之提高代谢 目标产物的代谢通路的流量，并对初次得到的改造菌种进行持续的筛选、 优化，目的是持续迭代、优化代谢通路以及提高菌种的耐受性；最终是应 用端的产业化，这一阶段与化学发酵相似，只需要通过传统的发酵、分离 纯化过程就可以得到目标产品。
从全球市场规模来看，得益于近年来合成生物学行业的投融资额大幅上升， 合成生物学自 2016-2021 年间市场规模复合增长率高达 84%。其中，在医 疗健康细分领域的体量最大，增速也最高，期间内年复合增长率高达 106%；而工业化学品领域内复合增长率 26%，在 2021 年以 18 亿美元的 市场规模排名第二。中国合成生物学市场规模快速扩容。2016 年中国合成生物行业市场规模仅 9 亿美元，到 2020 年增至 24.8 亿美元，2021 年爆发式增长达到64亿美 元，在 2016 年至 2021 年间年化复合增长率达到 48%，呈现高速增长趋势。
合成生物学平台型公司具有强大的拓展能力，未来成长空间广阔
合成生物学产品实现落地主要包括两个途径：一是菌株的构建，即通过合 成生物学底层通用技术（基因组的“读”、“改”、“写”技术）对生命系统 中的代谢通路进行定向设计和改造，并依据代谢反馈结果对代谢通路进行 持续优化，使得改造后的底盘细胞能够高效生产出目标产品；二是放大生 产，即以微生物发酵工艺为基础，历经菌株培育、高效发酵工艺、分离纯 化工艺等环节，实现目标产品的放大生产。依据企业在发展方向的不同， 可以将合成生物学业内公司分为负责前端菌株改造的平台型公司和负责后 端生物发酵的产品型公司。
平台型公司：为下游生物发酵企业提供菌种定向改造服务。平台型公司依 托自身在基因编辑技术、基因元件库、高效催化酶库等方面不断积累的优 势，可以依据下游企业的生物基产品需求对底盘细胞进行定向改造，从而 获得满足需求性状的微生物细胞工厂。该类型企业的核心竞争力主要包括 菌株改造经验、技术积累、基因元件库和已打通的代谢通路。在“设计-构 建-测试-学习”的菌种改造过程中，产品型公司的核心竞争力可以被持续的 加强，呈现极强的自强化特征。
生命体代谢通路天然的耦合性赋予了平台型公司强大的拓展能力。根据 KEGG 分类，生命体系内共有 11 大代谢途径。分别为碳水化合物代谢、能 量代谢、脂质代谢、核苷酸代谢、氨基酸代谢、其他氨基酸代谢、多糖代 谢、辅助因子和维生素代谢、萜类化合物和多酮类化合物代谢、其他次级 代谢物的生物合成、异种生物的生物降解与代谢。 截至 2022 年 10 月，KEGG 数据库统计上述 11 条代谢途径纵横交错下， 共可生产 18998 个化合物，涉及 11820 个生化反应。KEGG 代谢通路图中 每个点代表一种化合物，每条线代表一个生化反应，不同颜色对应不同代 谢途径。
在生命系统中，同一代谢通路往往对应调控下游多个物质的合成。合成生 物学平台型公司一旦打通某一代谢通路后，同一代谢通路下对不同衍生产 品的拓展就会变得相对简单。此外，生物体内的代谢途径是相互沟通的。 各个代谢途径之间，可通过共同的中间代谢物而相互交叉，也可通过过渡 步骤相互衔接，构成了复杂的代谢网络。通过网络，各种物质之间的代谢 不仅可以协调进行，某些物质还可以实现互相转化。
合成生物学与传统化学工程相比具有多方显著优势
与传统化学工程相比，合成生物学在发展阶段、节能减排、反应条件、生 产成本等多方面具有显著优势。从产业发展阶段来看，合成生物学当前正 处于产业化的关键阶段，产品种类快速增加，新产品验证和对传统化学法 产品的替代并行；而化学合成工程已进入成熟阶段，新增产品种类少，主 要是对现有工艺的优化；从反应条件上来看，合成生物学所需的反应条件 较温和，与传统化学合成工艺所需的高温高压相比可大幅减小能耗以及提 高生产过程的安全性。
合成生物学作为高技术附加值的新型制造工艺，在菌株获取效率及高产表 达上具有显著优势。传统的化学发酵工艺所使用的菌株是在长时间的基因 突变过程中不断进行筛选、分离培养得到的，但基因突变的方向具有极大 的不可控制性。合成生物学可以通过基因的测序、编辑与合成等底层技术 对微生物细胞的代谢路径进行定向设计与改造，可以极大的缩短优质菌株 的获取周期。且通过对代谢路径的定向改造，可以通过提高目标产物代谢 通路的流量，同时抑制副产品通路的表达，提高产品生产的转化率。
相较于传统化学发酵工程使用石油基材料，合成生物学以生物基材料作为 底物摆脱了对传统不可再生能源的依赖，在低碳环保方面具有显著优势。 合成生物学以绿色清洁的生物制造工艺替换高污染、高能耗的石化、煤化 工艺，减少对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，解决化学工程中的高耗 能和高污染问题。 以塑料制造过程为例，以生物基材料作为原料，制造每吨塑料仅排放二氧 化碳 0.6 吨，大大减少了传统制造的二氧化碳排放量，且制成的塑料约 3-6 个月可自然降解。在国际“碳中和”政策出台以及石油等不可再生能源价 格高企的背景下，合成生物学企业可以将低传统能源依赖与低碳排放转换 为成本优势，有望迅速进一步打开产品市场。
政策、技术、资本三方发力，合成生物学行业备受关注
合成生物学符合“碳中和”理念，近年来受到国家多项产业政策重点关注。 在全球气候变暖背景下，碳中和是当今国际社会的共识和一致努力的行动 目标。在减少二氧化碳排放方面，合成生物学与传统化学工程相比，可以 显著降低二氧化碳的排放量，助力碳中和进程。因此，从 2017 年“十三 五”开始，合成生物学被列为我国战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生 物技术，国家出台了一系列政策支持合成生物学的发展。最近 2022 年 5 月新发布的《“十四五”生物经济发展规划》专门强调要推动合成生物学技 术创新，突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控 等关键技术，有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环 境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。
基因测序技术不断突破，赋能合成生物行业高速发展。基因测序技术是指 一种推动行业发生本质变化的发明或创新技术；在合成生物学领域，DNA 测序、高效基因组编辑及 DNA 合成技术是其核心基因测序技术。近十年以 来人工基因组的测序与合成速度快速提升、测序与合成成本快速下降带动 了合成生物学研究和产业化的进程。其一，基因组数据库是下游合成生物 学应用的重要起点，如蛋白质表达、定向进化和代谢工程。基因测序产生 了大量的电子基因序列信息，这对于设计合成基因和生物成分十分重要。 其二，低成本的全基因组测序能够更有效地控制长基因构建体的质量，这 是基因合成的关键步骤。
新的基因编辑技术，包括成簇的定期间隔短回文重复序列(CRISPR)和类转 录激活因子样效应核酸酶(TALEN)系统，正在对合成生物学行业产生重大 影响。这些工具允许以快速、有效的方式对基因组进行更改，从而改进并 优化合成生物学工作流程。基因编辑技术在效率、适用对象和简便性上有 了显著的提高，为“基因型-表型”研究提供了有力工具，精准编辑、高通 量编辑逐步走向应用。通过对基因组的从头设计与化学再造，书写人工基 因组，可以获得对基因组全局的系统认识，实现对生命性状的定制。 从病毒基因组合成、细菌基因组合成到酵母基因组合成，再到国际基因组 写计划，基因组合成技术在适用对象上不断拓展，人工设计、化学再造正 成为复杂生物学问题研究和已有性状优化、新性状引入的一把利器。
资本市场加持，促进合成生物高速发展。随着我国合成生物行业生机勃勃 的发展，吸引了一级市场上不少资本的青睐。在 2021 年，中国合成生物 学投融资起数从 2020 年 6 起大幅上升至 16 起，共计获得 22.95 亿元的融 资金额，较 2020 年增长了 1.36 亿元。
国家火炬重点高新技术企业，紧跟前沿技术不断创新
公司产业布局广泛，主营业务优势显著。公司成立于 2005 年，是一家以 合成生物技术为核心，专业从事生物基产品的研发、生产、销售的国家火 炬重点高新技术企业。公司主要产品包括丙氨酸系列(L-丙氨酸、DL-丙氨 酸、β-丙氨酸)、L-缬氨酸、D-泛酸钙等。经过多年的创新发展，公司已经 成为大型通过生物制造方式规模化生产小品种氨基酸产品的企业之一。根 据中国发酵产业协会预测数据，在 2019 年，公司丙氨酸系列产品已占据 全球市场份额接近 50%。 创新氛围浓厚，技术不断迭代创新。公司管理团队将技术研发与创新作为 企业不断向前发展的持久生命力，在 2022 年上半年，公司新增专利 19 项， 专利总数合计达 88 项。公司基于自身显著地研究实力，曾获得“国家级高 新技术企业”称号、承担国家发改委微生物示范专项等荣誉。
公司长效激励机制健全，有效吸引和留住优秀人才。公司董事长及总经理 郭恒华、公司董事及首席科学家张学礼和公司董事及副总经理张冬竹均为 公司前十大股东，董事长郭恒华直接和间接持有公司股权 29.7%，为公司 实际控制人，首席科学家张学礼直接和间接持有公司股权 3.9%，副总经理 张冬竹直接和间接持有公司股权 3.1%，个人利益与公司利益高度一致。
2021 年 11月 16 日，公司向 30 名激励对象授予权益总计 102.10 万股，对 利润和营收定下高增长目标。本次员工持股扩大了公司持股人员的范围， 包括董事会多位高级管理人员、首席科学家和诸多参与公司核心项目、掌 握核心技术的技术人员。该方案预期能较好的调动公司董事、高级管理人 员、核心技术人员的积极性，有效地将股东利益、公司利益和核心团队个 人利益结合在一起，使各方共同关注公司的长远发展，提升公司的市场竞 争能力与可持续发展能力。若公司限制性股票激励计划目标能顺利达成， 则公司在 2021-2024 年间净利润复合增长率≥25.8%；营业收入复合增长 率≥18.3%。
公司产品可广泛应用于日化、医药及保健品、食品添加剂、饲料等众多领 域，行业下游需求旺盛。公司主要产品包括丙氨酸系列产品(L-丙氨酸、 DL-丙氨酸、β-丙氨酸)、L-缬氨酸、D-泛酸钙和熊果苷(α-熊果苷和β-熊 果苷)等。L-丙氨酸是公司销量最多的丙氨酸产品，主要用作生产新型绿色螯合剂 MGDA、维生素 B6 以及食品添加剂等。公司以可再生葡萄糖为原料厌氧发 酵生产 L-丙氨酸的关键技术已达到国际领先水平。公司利用人工合成酶生 物催化生产β-丙氨酸产品，有效降低了产品成本，具有绿色、高转化率优 势，目前主要应用于生产维生素 B5及保健品领域。公司采用自产的 L-丙氨 酸通过生物酶催化制备 DL-丙氨酸产品，主要用作食品调味剂。
L-缬氨酸和 D-泛酸钙产品下游主要为饲料、医药和食品行业。公司发酵法 生产β-熊果苷技术产业化，与公司生物酶法α-熊果苷产品形成很好互补， 更好为下游化妆品行业客户提供产品服务。熊果苷产品作为高效美白产品 成分，国内外主要添加于美白化妆品中。
公司顺利打通“糖酵解-三羧酸循环”代谢通路，未来拓展能力强
公司与公司首席科学家张学礼教授多年来在“糖酵解-三羧酸循环”代谢通 路上积累了大量专利储备，其中包括 L-丙氨酸、L-缬氨酸、丁二酸、D-乳 酸、L-乳酸、异丁醇、乙醇、异丁胺等产品的菌株改造成果。
公司当前已经成熟的合成生物学发酵产品有 L-丙氨酸与 L-缬氨酸。在公司 成功构建了通过厌氧发酵法高效生产 L-丙氨酸的菌株后，对生产 L-缬氨酸 的菌株构建提供了很多可供参考之处。通过专利对比，我们发现两种 L-氨 基酸产品的生产底物均为葡萄糖，代谢过程均基于“糖酵解-三羧酸循环” 代谢通路。在改造菌株的代谢通路时出现了极大的相似性，具体表现在： 均需要调节减少走向副产品的代谢通路的流量，从而抑制代谢过程中副产 品丁二酸、D-乳酸、醋酸、乙醇的生成，提高产品发酵的转化率以及成品 纯度。这体现了在构建基于同一代谢通路不同衍生产品的菌株时，存在明 显的技术与知识产权优势。
纵观处于碳水化合物代谢途径中的整个“糖酵解-三羧酸循环”代谢通路， 从葡萄糖出发，后续将涉及到合成生物学可以生产的产品有氨基酸类、高 级醇类、萜类等数十种产品。这为公司后续丰富产品品类、开发新增长引 擎打下了深厚的专利与技术基础，未来成长空间广阔。
公司产品下游需求旺盛，产量扩张带动业绩快速增长
新设产品线部分投入生产，带动公司业绩高速增长。2021 年，公司实现营 业收入 9.54 亿元，同比增长 96%，归母净利润 1.68 亿元，同比增长 39%； 在 2022 年前三季度，公司业绩再次突破新高，实现营业收入 9.84 亿元， 同比增长 58%，归母净利润 2.17 亿元，同比增长率达到 113%。业绩高速增长的主要原因是公司在 2021 年新建交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项 目与发酵法丙氨酸 5000 吨/年技改扩产项目开始部分投产，提高了公司缬 氨酸、丙氨酸产量。
2021 年公司毛利率为 32%，与上期相比下滑 11.20%，一方面是由于 2021 年公司原材料（玉米）价格上涨，另一方面是由于 2021 年公司募资 新建了两条生产线，产能爬坡期间利用率较低，导致单位产品毛利逐步下 降。随着产量的逐步释放，产能利用率提高，毛利率在 2022 年前三季度 逐步修复。 从公司期间费用率来看，研发费用率基本保持稳定在 5%左右，管理费用 率在 2022 年前三季度有所上升，主要系员工人数增长导致薪酬费用增加， 以及公司股份支付费用增加所致。
公司战略执行效果初显，客户结构持续优化
多元产品产量逐渐释放，产品结构逐步优化。将公司营业收入分产品结构 来看，近几年氨基酸系列产品（主要包括 L-丙氨酸，DL-丙氨酸，beta-丙 氨酸及 L-缬氨酸）是公司营业收入的主要来源，各年占比均在 90%左右。 从两个时段的趋势性来看，自 2017 年至 2021 年，氨基酸产品占公司主营 业务收入的比重从 99.6%下降至 84.5%，公司产品结构逐渐优化。此外， 公司生产的氨基酸系列产品类型多样，不同类型氨基酸的应用领域方面存 在较大差异。主营产品扩张有序进行。公司 2021 年 4 月成功上市募集资金，拟投产交 替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目。公司作为丙氨酸行业的全球龙头企 业，依托现有的客户基础和厌氧发酵法在成本、周期、转化率上的优势， 在原有的产量基础上增量扩产，积极把握市场增长机会，新增产品产量有 望随着市场增长逐步消化。
产品种类进一步丰富，打造未来业务增长点。公司的产业布局规划中包括 了交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目、发酵法丙氨酸 5000 吨/年技改 扩产项目、年产 7,000 吨的 beta 丙氨酸衍生物及年产 16,000 吨的三支链 氨基酸及其衍生物的生产线。此外，公司还通过与欧和生物签署《技术许 可合同》，获得“发酵法生产丁二酸”20 年期的技术许可，将丁二酸纳入 公司生产计划，又通过向智合生物增资推动 1,3-丙二醇(PDO)及玫瑰精油 等产品的产业化进程。公司在积极拓展主营产品产量的同时，也在积极布 局多样化的产品生产线，进一步丰富了公司的产品种类，随着下游市场的 逐渐打通，有望为公司打造新的增长引擎。
销售网络布局广泛，国内占比稳步提升。近年来，随着国内对碳排放的重 视程度逐渐加深，公司在国内市场的营业收入增速较快，占比逐渐提高， 截至2021年，公司国内营业收入占比达 53%，来自国外市场的营业收入 占比47%。根据2020年上半年的销售情况，公司国外市场的布局主要以 北美、欧洲等经济发达地区为主，销售网络遍及海内外，销售渠道畅通。
前五客户营收占比降低，客户结构逐渐优化。在境外市场，公司获跨国巨 头高度认可，与市场 500 强企业巴斯夫、味之素、伊藤忠等世界化工巨头 保持着良好的合作关系；在境内市场，公司与多家优质化工、制药企业如 诺力昂、天新药业、华中药业、华海药业等公司建立了长期业务往来。由 于公司 L-丙氨酸的主要用途是合成洗涤剂中绿色螯合剂 MGDA，而下游生 产该产品的企业较为集中，在 2020 年，公司前五名客户的营业收入占比 合计超过 60%，其中来自巴斯夫一个客户的占比 40%。2021 年，随着公 司缬氨酸产品的放量，营收大幅度增长，前五名客户占比下降，合计占比 40%，公司客户结构逐渐逐步优化。
丙氨酸需求稳定增长，下游市场增长空间广阔
丙氨酸市场需求稳定增长，下游应用领域广泛。根据中国生物发酵产业协 会数据显示，全球丙氨酸市场自 2016 年 3.5 万吨增长至 2019 年 5 万吨， 年化复合增长率为 13%；且协会预计丙氨酸市场在未来四年内继续保持稳 定增长，在 2023 年将达到 8 万吨，同比 2019 年 5.1 万吨增长 57%。在日化领域中，L-丙氨酸是合成新型绿色螯合剂 MGDA 的主要原料，还可 用于合成温和氨基酸表面活性剂。MGDA 凭借自然生物降解、螯合能力强、 毒理安全、洗涤残留少等多重优点，在欧美等发达国家被广泛应用在高端 日化洗涤产品中，作为助洗剂添加于自动洗碗机。目前，公司 L-丙氨酸产 品实现的营业收入中来自于 MGDA 应用领域的比例超过 60%。
自 2010 年巴斯夫公司在德国建立了第一座世界级的 MGDA 生产装臵以来， MGDA 市场需求增长迅速，经过十余年的市场验证和发展，在自动洗碗机 专用洗涤剂领域已经得到广泛应用，目前正处于行业快速发展阶段。未来 伴随着绿色低碳、可持续的发展理念继续深入，以及各国环境保护政策的 深入实施，MGDA 的市场应用场景将得到进一步开发，行业需求将进一步 扩大，也将为社会可持续发展带来深远的积极影响。
根据中国生物发酵产业协会出具的《关于丙氨酸、缬氨酸市场现状和发展 趋势研判》，2019 年全球 MGDA 的需求量约 16 万吨，未来全球 MGDA 市 场将以约 22%的年复合增长率持续扩大，预计到 2023 年，全球 MGDA 的 需求量将达到 39 万吨。未来随着下游 MGDA 需求量的高速增长，将对上 游原材料 L-丙氨酸的销售增长带来动力，而公司凭借已有的客户资源、成 本优势和品牌知名度，有望继续实现主要产品 L-丙氨酸营业收入的快速增 长。
根据中国产业信息网数据显示，相比于美国、德国的自动洗碗机渗透率， 中国与日本等国家的自动洗碗机应用市场仍然有很大的渗透增长空间，其 中中国市场上渗透率仅有 1%。而从增长率来看，中国市场上洗碗机的销 售量从 2013 年的 8 万台增长至 2021 年 195 万台，单年销量同比增长了超 24 倍，年化复合增长率也达到了 49%，区间内呈现高增长趋势。预期未来随着各国人均收入与生活质量的逐步提高，洗碗机的市场普及范围将进一 步扩大，从而拉动 MGDA 螯合剂需求的持续增长。
L-丙氨酸还可用于合成绿色环保的温和氨基酸表面活性剂，多用于氨基酸 基洗发水、沐浴露、洗面奶、牙膏等个人护理产品的制备。氨基酸表面活 性剂是一类以生物质为原料的绿色表面活性剂，相较于传统的有机化学表 面活性剂，温和氨基酸表面活性剂具有同等功效的去污、乳化、渗透能力， 以及更加优良的爽肤、保湿能力，且对环境更友好、对人体更健康。目前， 全球氨基酸表面活性剂市场以中国为主导，欧洲地区位列全球第二大市场。 虽然现阶段普通表面活性剂的市场规模远大于氨基酸表面活性剂的市场规 模，但在绿色环保的大趋势下，氨基酸表面活性剂已成为市场未来的发展 方向之一。因此，随着氨基酸表面活性剂市场需求的不断增长，上游 L-丙 氨酸的需求量亦将保持上升趋势。
公司丙氨酸生产技术优势显著，稳居行业龙头
公司通过持续的研究开发和技术创新，于 2011 年突破了厌氧发酵法的技术 瓶颈，在国际上首次成功实现了微生物厌氧发酵规模化生产 L-丙氨酸产品， 大幅降低能源消耗及产品成本，促进了产品的规模化应用，同时实现发酵 过程二氧化碳零放排。根据中国轻工业联合会的鉴定意见，目前公司厌氧 发酵法生产 L-丙氨酸的关键技术已达到国际领先水平，该项目是创新发展、 产学研合作、绿色制造的成功范例。
通过多年的技术研发和实践积累，公司丙氨酸系列产品展现出卓越的技术 优势。对于 L-丙氨酸产品，相对于同行业的好氧发酵法，厌氧发酵简化了 工艺步骤，大幅减少资源和能源消耗，减少二氧化碳排放量，具有更好的 产品经济效益；与同行业酶法生产工艺相比，发酵法生产工艺以可再生资 源为原料、在常温常压的反应条件下、采用“一罐式”发酵、实现二氧化 碳零排放的微生物发酵生产方式，经济和环境效益得以显著提升，同时使 得 L-丙氨酸产品成本降低约 50%。 对于 DL-丙氨酸和β-丙氨酸产品，公司采用酶法工艺生产，以常温常压的 温和反应条件替代了传统化学合成法，在能耗节约、成本降低等方面更具 优势。
在 2013 年至 2020 1H之间，公司发酵法 L-丙氨酸的单吨售价从 19,198 元 降至 14,758 元，降幅达到 23%。在此期间公司依托自身已有的研发优势， 通过对生产技术进行改良，促进生产工艺的迭代和优化，不断降低 L-丙氨 酸的单吨生产成本，在同时期内单吨成本从 2013 年的 11,853 元降至 2020 年上半年的 7,852 元，降幅达 34%。由此，在售价下降的情况下，公司发 酵法 L-丙氨酸的毛利率水平不降反升，同期内从 38%逐渐上升到 47%，同 比上升 9 个百分点。
依据中国生物发酵产业协会对 L-丙氨酸市场规模的预测数据，公司 L-丙氨 酸产品占据全球市场规模的 50%左右，主要竞争对手为丰原生化与烟台恒 源，其中烟台恒源产能较小，丰原生化在 2017 年决定投资建设 3 万吨/年 的 L-丙氨酸项目，但实际建设、运营、投产情况未公开披露。 根据各个公司公开披露的产品质量标准，公司 L-丙氨酸产品在比旋光度指 标方面，处于行业内领先水平。比旋光度指单位浓度和单位长度下的旋光 度，控制区间越小，产品的稳定性越高。此外，公司还规定了 L-丙氨酸产 品中不得检测出其他氨基酸、对硫酸盐和灼烧残渣做出了严格的含量限制， 进而产品的纯度和质量有了更高的保障。
缬氨酸需求高涨，公司厌氧发酵技术互通迁移
公司通过持续的研究开发和技术创新，于 2020 年成功推动 L-缬氨酸厌氧 发酵法技术的产业化，进一步丰富了产品类型，优化产业结构。L-缬氨酸 是组成蛋白质的三种支链氨基酸之一，是哺乳动物的必需氨基酸和生糖氨 基酸，广泛应用于饲料、医药和食品行业。根据中国发酵产业协会数据显示，近年来全球缬氨酸市场规模保持着迅猛 增长态势，全球需求量从 2016 年的 0.73 万吨增长到 2019 年的 3.25 万吨， 年复合增长率高达 65%，预计 2020 年至 2023 年，全球缬氨酸市场将以约 24%的年复合增长率保持增长态势。其中，饲料行业是缬氨酸产品的主要 下游应用领域。未来，随着饲料行业市场总体规模的不断增长，缬氨酸在 禽畜饲料中的用量将进一步扩大。
近年来由于饲料原料如豆粕、玉米价格升高等因素，氨基酸精确配方饲料 迎来了很大发展，L-缬氨酸在饲料里的需求量大幅增长，公司则成功实现 发酵法生产 L-缬氨酸技术，菌种性能高效，发酵技术先进，伴随公司在巴 彦淖尔基地逐步大规模量产发酵法 L-缬氨酸产品，其 L-缬氨酸市场占有逐 步提升，发展势头良好。
公司建成发酵法和酶法两大技术平台，突破厌氧发酵技术瓶颈，构建了以 可再生葡萄糖为原料厌氧发酵生产 L-缬氨酸的微生物细胞工厂，同时具备 较强的生物制造技术工艺升级和迭代能力，在工业菌种创制、发酵过程智 能控制、高效后提取、产品应用开发环节形成了完备的技术领先优势。截 至 2022 年上半年，公司缬氨酸产品相关的在研项目共有 9 项，预计总投 资规模达到 2555 万元，项目进展处于中试及中试放大阶段的共有 6 项， 有望实现研发技术的快速应用，进一步巩固公司在缬氨酸产品上现有的技 术优势。
我们对公司已经落地的产品 L-丙氨酸、L-缬氨酸，D-泛酸钙，和未来管线 中的产品 1,3 丙二醇，丁二酸的业务收入及毛利率分别进行了预测。L-丙氨酸业务：近些年来，由于下游公司为了加强自身供应链的稳定性， 减少了对公司 L-丙氨酸产品的采购量，导致公司 L-丙氨酸产品市场份额有 一定程度降低。从长期来看，公司在 L-丙氨酸产品上具有的低成本、高质 量优势仍然显著，未来随着居民对碳排放及环境保护的意识逐渐增强，洗 涤剂市场中 MGDA 绿色螯合剂的渗透率逐步提高，公司销售量也随着行业 规模的增长而持续上升。我们预估未来公司市场份额将保持稳定，L-丙氨 酸的销售额增长的驱动因素为行业规模的持续增长。由于 2021 年原材料 玉米涨价导致公司毛利率略有下降，考虑到 2022 年原材料价格有所下降， 预计毛利率回归 40%水平。
L-缬氨酸业务：公司产品 L-缬氨酸的下游主要应用是饲料领域。公司首席 科学家张学礼于 2020 年 5 月成功构建了高产 L-缬氨酸的高效菌株，实现 了一步法厌氧发酵生产缬氨酸，且与 L-丙氨酸可形成交替生产，具有较大 的成本优势。预期未来随着传统饲料领域豆粕蛋白的价格上涨，以赖氨酸 和缬氨酸搭配的动物饲料渗透率有望提高；且公司具有的成本优势将可以 逐步扩大自身市场占有率。因此，我们预期公司 L-缬氨酸产品有望实现高 速增长，毛利率水平与 2021 年氨基酸产品毛利率持平，各期内均为 35%。
D-泛酸钙业务：D-泛酸钙主要与 L-缬氨酸搭配应用于饲料领域。公司自 2019 年开始有 D-泛酸钙的产品放出，D-泛酸钙产品毛利率较高，但公司 受限于 D-泛酸钙的核心原材料泛解酸的供应不足，产量一直较小。2021 年 3 月，公司构建了生产泛解酸的菌株，实现了原料自产且在成本、能耗 方面具有显著优势。预期未来 D-泛酸钙行业规模增长有限，但公司有望对 石油基产品形成替代。因此，我们预期公司 D-泛酸钙业务未来增速较快且 毛利率水平比同业均值更高维持在 40%左右。
1,3 丙二醇（PDO）业务：公司 PDO 产品主要应用于 PTT 纤维的合成。 与传统聚酯纤维相比，且 PTT 在拉伸回弹、染色性能上都具有突出优势。 而 PTT 当前的市场渗透率水平较低主要是由于原材料 PDO 的价格较高， 未来随着杜邦公司的甘油法专利过期，公司以葡萄糖为底物生产 PDO 工艺 将进一步降低产品成本，进而推动下游 PTT 市场的增长。因此，预计未来 随着 PTT 应用的扩张，公司 PDO 产品销量也能维持较快增长，毛利率水 平为 40%。
丁二酸业务：2022 年 9 月公司与欧和生物签署《技术许可合同》，获得 “发酵法生产丁二酸”20 年期的技术许可，将丁二酸纳入公司生产计划。 丁二酸下游主要应用为合成可降解塑料材料 PBS 及合成 PDO。公司在 2022 年 8 月定向募集资金投产年产 5 万吨生物基丁二酸项目，建设期 30 个月，预期 2023 年下半年会逐渐投入生产。未来随着“禁塑令”政策密 集出台，可降解塑料对传统塑料的替代进程将进一步加快，预期将带动丁二酸市场需求的大幅增加。因此，我们预计未来三年内，公司产品的持续 放量将使丁二酸维持较高增速，后期与行业规模共同增长，毛利率水平为 40%。 因此，我们预计公司 2022-2024 年营业收入分别为 13.58/19.16/26.63 亿 元，同比增长 43%/40%/39%，毛利率在 38%水平。
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