蛋白市場分析

蛋白市場分析行業(yè)概況蛋白質(zhì)是生物體所必需的、細胞中含量最豐富、功能最多的營養(yǎng)素，在各種生命活動過程中發(fā)揮重要作用，是維持生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，按攝取來源可將蛋白質(zhì)分為動物性蛋白質(zhì)和植物性蛋白質(zhì)兩大類。動物蛋白質(zhì)主要來源于畜牧及水產(chǎn)的蛋、奶、肉等，是高含量蛋白食物，其人體必需氨基酸的組成比例與人體需求的比例相近，但富含較高的脂肪和膽固醇，過量飲食容易使人發(fā)胖、誘發(fā)心腦血管等疾病。植物性蛋白質(zhì)主要來源于大豆、豌豆、稻米、玉米以及螺旋藻等，具有“低糖、低脂肪、低熱量、不含膽固醇”的特點。大豆蛋白是目前植物蛋白的主要產(chǎn)品種類，大豆中含有豐富的營養(yǎng)成分，其蛋白質(zhì)含量可以達到40%，而牛肉、雞肉及魚肉的蛋白質(zhì)含量分別為20%、21%和22%。大豆蛋白是植物性的完全蛋白質(zhì)，含有多種氨基酸，尤其是人體不能合成的必需氨基酸成分比較平衡，其中賴氨酸和色氨酸含量較高，分別占6.05%和1.22%。在營養(yǎng)價值上，大豆蛋白可與動物蛋白等同，在基因結(jié)構(gòu)上也是最接近人體氨基酸，所以是最具營養(yǎng)的植物蛋白質(zhì)。行業(yè)市場情況1960年后，美國從大豆中提取出蛋白質(zhì)和其他成分，標志著大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進入新階段。我國大豆蛋白行業(yè)起步相對較晚，上世紀80年代開始陸續(xù)有企業(yè)投資建設(shè)大豆蛋白生產(chǎn)線。近年來，隨著我國植物蛋白應(yīng)用市場的日益擴大，尤其是在肉類制品加工中的應(yīng)用大幅增長，國內(nèi)掀起一股大豆蛋白投資熱潮。國家也相繼推出一系列政策，為大豆蛋白產(chǎn)業(yè)的擴展提供有利條件：《中國營養(yǎng)改善行動計劃》和《20世紀90年代中國食物結(jié)構(gòu)改革與發(fā)展綱要》分別提出要求：“我國成年人，平均每人每日蛋白質(zhì)不低于75g”，“安排好豆類作物的發(fā)展計劃，并制訂有效的扶植政策，加快發(fā)展”。受政策引導(dǎo)，國內(nèi)市場逐漸從無序競爭向多元化、高端化發(fā)展，缺少技術(shù)支撐的中小企業(yè)逐步退出市場，具備資源及核心技術(shù)優(yōu)勢的龍頭企業(yè)成為我國大豆蛋白行業(yè)的領(lǐng)頭羊。未來大豆蛋白行業(yè)頭部企業(yè)市場份額將逐步穩(wěn)定，尾部中小企業(yè)間市場競爭仍舊激烈。大豆蛋白是目前植物蛋白的主要產(chǎn)品種類，占植物蛋白市場價值的一半以上。2015-2021年，全球植物蛋白市場呈現(xiàn)平穩(wěn)增長態(tài)勢，年復(fù)合增長率為9.47%。2021年，全球植物蛋白市場規(guī)模為63億美元。預(yù)計到2028年底，全球植物蛋白市場規(guī)模將達到113億美元，2021-2028年的復(fù)合年增長率為8.70%。BusinessWire預(yù)言，植物蛋白質(zhì)將會占據(jù)整個蛋白質(zhì)市場的1/3。2015-2028年全球植物蛋白市場規(guī)模如下圖所示：未來，消費者將更加重視食物的“天然有機”等特征，提倡保留食物原味，減少加工步驟；而以大豆蛋白為代表的“清潔飲食”的趨勢，更將直接推動大豆蛋白產(chǎn)品消費的增加。根據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2020年全球大豆蛋白市場規(guī)模約228億元人民幣，中國是全球最大的大豆蛋白市場，占約50%的市場份額，其次是美國和歐洲。QYResearch預(yù)測，在2020-2026年間，全球大豆蛋白市場將以3.4%的年復(fù)合增長率增長，到2026年，達到288億元人民幣的規(guī)模。我國目前正處在消費結(jié)構(gòu)升級的重要階段，居民改善食物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的愿望迫切，對高蛋白食品需求增加，國產(chǎn)大豆食品加工行業(yè)將迎來嶄新的發(fā)展時機。我國一直是全球最大的大豆消費國，2010/11年度至2020/21年度全球大豆消費量由2.53億噸增至3.63億噸，年均增長3.28%；根據(jù)《經(jīng)合組織—糧農(nóng)組織農(nóng)業(yè)展望報告（2021—2030）》，2021年我國大豆消費量為1.17億噸，占全球大豆消費量的32%。目前，中國用于大豆蛋白生產(chǎn)的大豆量處于逐年增加狀態(tài)。2019年，我國大豆產(chǎn)量約為1,810萬噸，其中約240萬噸用于大豆蛋白加工。到2024年，我國用于大豆蛋白生產(chǎn)加工的大豆量將達到373.04萬噸。行業(yè)發(fā)展趨勢1、社會對大豆蛋白制品的關(guān)注度持續(xù)增強大豆蛋白是植物蛋白食品、飲料新品中的主要原料，據(jù)Innova數(shù)據(jù)，在2014-2018年間有9%的相關(guān)新品采用大豆蛋白；植物肉炙手可熱，已進入主流餐飲業(yè)，2020年4月，肯德基在國內(nèi)推出以大豆、小麥及豌豆蛋白為原料的“植培黃金雞塊”；星巴克宣布在中國推出基于植物蛋白的植物肉午餐菜單；2020年7月，美國植物肉行業(yè)上市公司BeyondMeat也宣稱將通過盒馬鮮生銷售植物肉漢堡肉餅。伴隨餐飲業(yè)巨頭紛紛進入植物肉行業(yè)，未來植物肉在消費者中的滲透度有望快速增長。從動物保護和減少碳排放的角度，推廣植物肉有諸多益處：縮減動物肉食的消費量不僅保護了生態(tài)多樣性，也在一定程度上減少了畜牧業(yè)的碳排放。有關(guān)實驗數(shù)據(jù)顯示，與生產(chǎn)一塊真牛肉相比，植物肉生產(chǎn)能節(jié)約95%的土地、75%的水和87%的溫室氣體排放。2、大豆蛋白制品符合健康餐飲的發(fā)展趨勢經(jīng)公共衛(wèi)生事件，以餐飲行業(yè)暫停、重啟后的消費變化為標志，安全營養(yǎng)、健康價值等成為了飲食消費第一剛需，正常的膳食途徑已不能滿足對蛋白質(zhì)量的需求。大豆蛋白憑借自身的價值屬性在肉制品加工、米面制品、植物蛋白飲品等行業(yè)作為食品配料得以普遍的運用，不僅健康安全、補充營養(yǎng)而且滿足了消費者對產(chǎn)品口味的追求。傳統(tǒng)食品如餡餅、肉餡、餃子等，加入適量的大豆蛋白代替豬肉和牛肉等，具有改善肉制品的質(zhì)地和增強風(fēng)味的功能。另外，漢堡包、牛肉餅、肉丸，肉湯、灌腸類等肉制品加工中，加入適量的大豆蛋白可以降低膽固醇含量，提高產(chǎn)品質(zhì)地、得率和蛋白質(zhì)指標，更加符合消費者“健康飲食”的生活理念。我國是面粉類產(chǎn)品消費大國，而主要原料面粉的蛋白質(zhì)含量低，而且必需氨基酸比例不平衡。因此，添加大豆蛋白來補充面粉類產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，增加蛋白質(zhì)含量，利用蛋白質(zhì)的互補功能，與其他食物蛋白質(zhì)相互補充必需氨基酸的不足，達到均衡營養(yǎng)，從而使面制品與豆制品的營養(yǎng)價值得到提高。3、行業(yè)集中度提升近年來，大豆蛋白不斷得到國內(nèi)及國際市場的青睞，行業(yè)在前幾年經(jīng)歷快速發(fā)展期，伴隨著市場競爭的不斷加劇，社會對食品安全的日益重視以及國家安全環(huán)保監(jiān)管力度的不斷加強，一些規(guī)模小、實力弱的企業(yè)逐步被淘汰。實力雄厚的企業(yè)在研發(fā)投入、產(chǎn)品質(zhì)量控制、食品安全、服務(wù)能力等方面具有優(yōu)勢。另外，由于涉及食品領(lǐng)域，下游食品加工企業(yè)也更愿意選擇實力較強的大豆蛋白供應(yīng)商來保證原材料食品安全。因此，市場份額逐漸向研發(fā)能力強、品控規(guī)范的企業(yè)集中。蛋白質(zhì)組學(xué)常見問題與解答Q：蛋白質(zhì)組學(xué)有什么用，能給我實驗帶來什么？可以大規(guī)模鑒定特定組織、細胞等各種樣本的蛋白質(zhì)種類、修飾狀態(tài)以及蛋白質(zhì)之間的相互作用，以及對這些蛋白質(zhì)功能分析、分類；可以對不同條件下某一特定樣本進行大規(guī)模的蛋白質(zhì)(包括翻譯后修飾蛋白)表達量變化分析，篩選潛在biomarker，篩選重要信號通路；依托大樣本量，可以實現(xiàn)疾病的分子分型分析、重要潛在靶標鑒定。Q：質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)和芯片哪個更好出結(jié)果？兩種方法側(cè)重點不同，基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)一般是用來做高通量發(fā)現(xiàn)、篩選潛在biomarker、蛋白互作研究、大規(guī)模翻譯后修飾水平研究；基于芯片的方法往往是大規(guī)模研究或驗證已知蛋白蛋，做定量分析、蛋白互作分析等。前者屬于無目的性的研究所有蛋白，然后篩選感興趣蛋白。后者屬于已經(jīng)知道感興趣蛋白，然后做進一步研究。Q：蛋白質(zhì)組學(xué)中檢索時的數(shù)據(jù)庫選擇標準是什么？若有對應(yīng)物種的全基因組并有預(yù)測的全蛋白序列庫，可優(yōu)先選擇全蛋白序列庫；若無全蛋白序列庫，有對應(yīng)物種對應(yīng)組織（器官等）的轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果并，可以使用轉(zhuǎn)錄組的測序結(jié)果（mRNA三框翻譯或者預(yù)測CDS，并翻譯成氨基酸序列）；若基因組、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫都沒有，優(yōu)先選擇同源性最接近的物種的全蛋白數(shù)據(jù)庫，若近源物種沒有合適的全蛋白庫，則選擇更大的蛋白全庫（如動物全庫、綠色植物全庫、微生物庫等）。Q：物種沒有測序，能否做蛋白質(zhì)組呢？因為當(dāng)前大量的物種已經(jīng)測序，預(yù)測了相應(yīng)的基因，未測序的物種可以通過近緣物種的基因序列作為數(shù)據(jù)庫進行蛋白質(zhì)組的研究。因此，一般來說，未測序物種可以考慮近緣物種的基因組序列作為數(shù)據(jù)庫，可以做蛋白質(zhì)組。Q：IP類樣品的鑒定，若質(zhì)譜未鑒定到目標蛋白，是什么原因?qū)е?？該怎么辦？因抗體質(zhì)量問題，IP實驗本身存在假陽性，此種情況質(zhì)譜能檢測到目標蛋白的概率較低；若IP實驗沒問題，但質(zhì)譜未鑒定到目標蛋白的可能原因有：①目標蛋白與抗體結(jié)合不強，IP洗脫時因太過劇烈導(dǎo)致實際結(jié)合的目標蛋白非常少，達不到質(zhì)譜要求的靈敏度；②樣品中存在高豐度污染蛋白，其信號覆蓋了目標蛋白的信號，導(dǎo)致未能鑒定到。解決方案：調(diào)整IP實驗，如更換抗體（不同廠家更換）、改變洗脫策略（由劇烈變緩和），實驗過程嚴格控制操作環(huán)境，避免引入大量污染蛋白。Q：生物學(xué)重復(fù)和技術(shù)重復(fù)的區(qū)別是什么？生物學(xué)重復(fù)是指不同生物個體或者不同生物群體的樣品之間進行地相同處理而進行的實驗，而技術(shù)重復(fù)是指同一樣品進行的多次相同實驗。舉例：對來自三只健康小鼠A、B、C的血清樣品分別各進行一次雙向電泳，這三次雙向電泳就是生物學(xué)重復(fù)；而取其中一只小鼠的血清樣品進行三次雙向電泳，或者將三只小鼠的血清混合后的樣品進行三次雙向電泳，這三次實驗就是技術(shù)重復(fù)?？偨Y(jié)生物學(xué)重復(fù)的樣品來自不同的個體或者是群體，重復(fù)之間樣品不同；而技術(shù)重復(fù)的幾次實驗的樣品完全相同，可以來自單一個體，也可以是多個個體的混合樣品，但用于重復(fù)實驗的樣品完全一樣。Q：哪些技術(shù)需要進行重復(fù)實驗，以及具體采用生物學(xué)重復(fù)還是技術(shù)重復(fù)來完成？Labelfree需要進行三次重復(fù)，而iTRAQ、TMT一般也建議您做3次實驗重復(fù)，如果實驗方案后期設(shè)計了大量的驗證實驗如WB或ELISA等，最好做也能做兩次重復(fù)；如果不進行重復(fù)實驗后期的驗證實驗也少，在后期發(fā)表文章的時候結(jié)果可能會受到一些審稿人的質(zhì)疑，從而影響文章的發(fā)表，特別是一些高分雜志較為突出。如果是進行技術(shù)重復(fù)，各實驗結(jié)果之間的數(shù)據(jù)重復(fù)性會更好，而生物學(xué)重復(fù)由于多種原因可能導(dǎo)致重復(fù)性與偏差或者不好，一般情況下Labelfree最好使用技術(shù)重復(fù)，這樣有利于后續(xù)數(shù)據(jù)的分析，而其他是實驗可以采用生物學(xué)重復(fù)或者技術(shù)重復(fù)。代謝組根據(jù)樣品的不同選擇合適的數(shù)量進行生物學(xué)重復(fù)。Q：能夠?qū)悠烽g的重復(fù)性做相關(guān)保證嗎？如保證皮爾森相關(guān)系數(shù)都能達到0.8以上？由于生物學(xué)樣本，本身之間就具有個體差異，我們不能保證任何兩者的比值的皮爾森相關(guān)系數(shù)都能達到0.8以上，但保證結(jié)果質(zhì)量符合一般雜志要求。Q：全譜分析和定量分析分別能鑒定到多少蛋白？全譜分析和定量分析它們分別能鑒定到的蛋白數(shù)，跟樣品的復(fù)雜度和樣品制備方法有較大關(guān)系。一般情況下，常規(guī)樣本全譜分析能鑒定到1000～3000個蛋白，定量蛋白質(zhì)組學(xué)能鑒定到2000～6000個蛋白。Q：組學(xué)后面怎么驗證？驗證的結(jié)果與組學(xué)結(jié)果不一致怎么辦？驗證方法包括WB、IHC、q-PRC，以及基于質(zhì)譜的PRM等。不一致時，首先考驗證方法、操作是否有問題（可重復(fù)做）；還可以考慮換其他驗證方法；實在不行，需要考慮組學(xué)定量結(jié)果可能存在假陽性，需要重現(xiàn)篩選差異靶點。Q：如何來判定哪些蛋白是和自己研究相關(guān)的蛋白，應(yīng)挑選什么樣的蛋白來進行后期的驗證實驗？需要研究人員根據(jù)自己研究的相關(guān)生物學(xué)背景，再結(jié)合生物信息學(xué)分析的結(jié)果，以及查看相關(guān)的文獻資料來確認哪些蛋白可以用于后續(xù)深入的研究。Q：蛋白質(zhì)組結(jié)果一般需要做哪些方面的生物信息學(xué)分析？目前一般文獻中的分析主要為維恩圖分析、熱圖分析、火山圖分析、層次聚類分析、蛋白質(zhì)功能分析（GO分類為主）、蛋白質(zhì)所屬代謝通路富集分析（基于KEGG的pathway）、差異蛋白互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測等方面。其它一些比較特異的高級分析包括多組數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、多pathway延伸分析、磷酸蛋白激酶預(yù)測分析、互作網(wǎng)絡(luò)及生物調(diào)控模型構(gòu)建分析。Q：蛋白