作者 | 袁加息

【資料圖】

本次觀察關(guān)鍵詞：糧食安全、供應(yīng)鏈安全、研發(fā)創(chuàng)新

近日，養(yǎng)豬業(yè)龍頭牧原股份宣布成立合成生物公司。

具體來(lái)說(shuō)，牧原與杭州一家名為“元素驅(qū)動(dòng)”的合成生物創(chuàng)企合資，成立“河南牧元安糧合成生物技術(shù)有限公司”（暫名）。而合作方元素驅(qū)動(dòng)，實(shí)則是西湖大學(xué)搞“產(chǎn)學(xué)研一體化”開(kāi)出的技術(shù)公司。

牧原的此番動(dòng)作不是特別高調(diào)，但是“合成生物”的名號(hào)還是引發(fā)了很多遐想。

近兩年，合成生物賽道受到了資本的熱捧。合成生物技術(shù)甚至被冠以“扮演上帝”、“未來(lái)制造”的評(píng)價(jià)，其核心是利用基因編輯技術(shù)對(duì)微生物的遺傳信息進(jìn)行定向的設(shè)計(jì)、修改，使之成為一個(gè)個(gè)“微型工廠”，生產(chǎn)人類(lèi)想要的物質(zhì)。相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)在制藥行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，也即將顛覆化工、農(nóng)業(yè)、食品、化妝品行業(yè)——或許還有養(yǎng)豬行業(yè)。

合成生物自帶環(huán)保屬性，可以對(duì)傳統(tǒng)的高耗能、高污染的化學(xué)工業(yè)形成替代，并打破傳統(tǒng)工藝中原料、生產(chǎn)效率受到的約束。科研人員“創(chuàng)造”出新的細(xì)菌，使從前不可能、不經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝，變得可能、可行。

回到牧原股份，豬企進(jìn)軍合成生物，又有什么動(dòng)機(jī)呢？

成本賬

先說(shuō)結(jié)論，牧原在合成生物領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)投入，是為了削減豬飼料成本。在農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的趨勢(shì)下，豬飼料也需要帶上一點(diǎn)“科幻成分”。

下面我們先用幾段話，厘清合成生物和豬飼料成本的關(guān)系。

近日，養(yǎng)豬企業(yè)紛紛公布2022年業(yè)績(jī)。行業(yè)內(nèi)“冰火兩重天”的狀況令人印象深刻：正邦科技預(yù)計(jì)虧損110—130億，新希望預(yù)虧41—61億，而牧原股份則預(yù)計(jì)大賺120—140億，與上年同期相比增長(zhǎng)73.82%—102.79%。

牧原的好成績(jī)，很大程度上取決于公司優(yōu)秀的成本控制。據(jù)虎嗅的二級(jí)市場(chǎng)分析師丁萍的測(cè)算，2022年四季度，牧原的生豬養(yǎng)殖完全成本在15—16元/公斤，不僅低于當(dāng)季商品豬22.33元/公斤的銷(xiāo)售均價(jià)，也做到了全行業(yè)上市企業(yè)最低。

在牧原的種種壓降成本的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)中，減少豬飼料中的豆粕使用，是最具有價(jià)值的舉措之一。

低豆粕含量的豬飼料，在業(yè)內(nèi)被稱(chēng)為“低蛋白日糧”（一點(diǎn)解釋?zhuān)憾蛊墒秋暳现械鞍椎闹饕獊?lái)源，故稱(chēng)“低蛋白”；“日糧”意為“豬一天需要吃掉的飼料總量”）。豆粕之所以會(huì)成為飼料中的“成本刺客”，主要是因?yàn)橹袊?guó)的大豆無(wú)法自給，而國(guó)際大豆價(jià)格很不穩(wěn)定，尤其在2022年中逼近5000元/噸，創(chuàng)歷史新高。

在豬飼料中減少了豆粕的用量，但又不能減少營(yíng)養(yǎng)。這就需要補(bǔ)充一味材料：氨基酸。氨基酸的高效生產(chǎn)，就要用到牧原希望開(kāi)發(fā)的合成生物技術(shù)。

這一套成本賬，簡(jiǎn)單講，氨基酸是低蛋白日糧技術(shù)的關(guān)鍵，而低蛋白日糧又是降低養(yǎng)豬成本的關(guān)鍵（之一）。所以，氨基酸就是這樣一個(gè)“關(guān)鍵之關(guān)鍵”的角色。

以上是簡(jiǎn)單的解釋。不過(guò)這似乎還不能完全解釋?zhuān)瑸槭裁茨猎瓡?huì)深入產(chǎn)業(yè)鏈如此上游的地方，去做豬飼料添加劑的技術(shù)攻關(guān)呢？

這就需要我們分別看看豆粕的問(wèn)題，以及氨基酸的發(fā)展愿景。

豆粕，問(wèn)題根源

養(yǎng)豬行業(yè)的不少財(cái)務(wù)挑戰(zhàn)和ESG挑戰(zhàn)，追根溯源，都指向了大豆。

巴西、美國(guó)、阿根廷三國(guó)加起來(lái)，生產(chǎn)了全世界80%以上的大豆，而中國(guó)消耗了全世界60%的大豆，自給率不到20%。

落在具體的企業(yè)頭上，消費(fèi)大豆最多企業(yè)都是飼料、養(yǎng)殖、乳品企業(yè)。根據(jù)MSCI提供的2021年數(shù)據(jù)，除了JBS、泰森、雀巢、達(dá)能等國(guó)際巨頭之外，中國(guó)（或中國(guó)相關(guān)）企業(yè)如萬(wàn)洲國(guó)際、正大、伊利、新希望、蒙牛、溫氏、海大等，也都買(mǎi)走了全球2%以上的大豆。

中國(guó)的養(yǎng)殖業(yè)對(duì)國(guó)際大豆貿(mào)易十分依賴，但全球大豆的生產(chǎn)和貿(mào)易，偏偏又存在很多風(fēng)險(xiǎn)。

其中最大的風(fēng)險(xiǎn)就是價(jià)格波動(dòng)。2022年全球糧食危機(jī)，推動(dòng)大豆價(jià)格漲到將近5000元/噸，幾乎是前幾年低位的兩倍。大豆的價(jià)格波動(dòng)不僅給企業(yè)造成成本壓力，在政府層面還被上升為國(guó)家糧食安全問(wèn)題。糧食安全，在中國(guó)公共政策語(yǔ)境中怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。

大豆價(jià)格波動(dòng)背后也有氣候原因。在日益頻繁的極端天氣影響下，美洲的大豆減產(chǎn)也預(yù)計(jì)會(huì)成為常態(tài)。比如，下圖是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）對(duì)全球糧食生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。圖表顯示，眼下在巴西和阿根廷種植的大豆，黃色部分是因干旱而面臨減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的——顯然是一個(gè)很高的比例。

除了產(chǎn)量和價(jià)格上的大問(wèn)題，ESG還關(guān)注另外兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即轉(zhuǎn)基因和毀林。

轉(zhuǎn)基因大豆背后的ESG真問(wèn)題，倒不是輿論中常常渲染的“吃起來(lái)不安全”，而在于種植端的生態(tài)破壞。美國(guó)、巴西的農(nóng)場(chǎng)主在種植轉(zhuǎn)基因大豆的同時(shí)，會(huì)配合大面積、無(wú)差別的農(nóng)藥施用。轉(zhuǎn)基因大豆可以不受農(nóng)藥影響，但是農(nóng)藥會(huì)無(wú)差別地殺滅雜草，破環(huán)大農(nóng)場(chǎng)及其周邊的植物生態(tài)，危及昆蟲(chóng)和小動(dòng)物的生存。據(jù)估計(jì)，美國(guó)和巴西90%以上的大豆均為轉(zhuǎn)基因大豆。此外，巴西一些地方的大豆種植，是通過(guò)毀林實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)基因和毀林來(lái)源的大豆被稱(chēng)為“不可持續(xù)大豆”。

總之，站在中國(guó)企業(yè)的立場(chǎng)上，他們有非常充分的動(dòng)機(jī)去減少業(yè)務(wù)對(duì)豆粕的依賴。

大豆的減量和替代，對(duì)相關(guān)企業(yè)有雙重的好處：一重是財(cái)務(wù)上的，可以降低成本和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)；另一重是社會(huì)責(zé)任上的，符合利益相關(guān)方的訴求。

低蛋白日糧技術(shù)，名利雙收

用氨基酸替代豆粕的低蛋白日糧技術(shù)，是牧原的成本控制策略的一個(gè)核心組成部分。2021年，牧原股份的豬飼料配比中豆粕的用量為6.9%，遠(yuǎn)低于全國(guó)15.3%的平均值（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)）。

據(jù)推算，這個(gè)全國(guó)平均值每下降一個(gè)百分點(diǎn)，就相當(dāng)于節(jié)省了超過(guò)1000萬(wàn)畝地上種出的大豆（以2021年的生豬養(yǎng)殖規(guī)模計(jì)算）。如果全國(guó)都降到牧原的水平，能節(jié)省上億畝地上種出的大豆。

2021年3月，人大代表、牧原董事長(zhǎng)秦林英向全國(guó)人大提交了一份建議《大力推廣低蛋白日糧應(yīng)用》，受到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的重視；5月，又將牧原低蛋白日糧相關(guān)數(shù)據(jù)向行業(yè)公開(kāi)共享。

牧原之所以敢把成功秘訣公之于眾，博一個(gè)社會(huì)責(zé)任上的好名聲，也是因?yàn)楣居凶o(hù)城河的保護(hù)。

牧原有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是其他企業(yè)難以復(fù)制的：公司采取自繁自養(yǎng)的經(jīng)營(yíng)模式，對(duì)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的上下游整合程度高。牧原使用的飼料是自主研發(fā)、自主生產(chǎn)的，對(duì)相關(guān)的技術(shù)和供應(yīng)鏈擁有高度掌控力。據(jù)介紹，牧原甚至可以通過(guò)高度數(shù)字化的裝備，實(shí)現(xiàn)每日不同的飼料配方。這對(duì)于只從事飼料加工，或者只養(yǎng)豬的企業(yè)來(lái)說(shuō)是無(wú)法做到的。

這種超精細(xì)的飼料管理，同樣意味著對(duì)于飼料氨基酸成分的深入研究。

氨基酸是豬飼料中豆粕的替代物。關(guān)于“怎么加，加多少”的問(wèn)題，可以看一下2020年新改版的《仔豬、生長(zhǎng)育肥豬配合飼料》國(guó)標(biāo)（GB/T 5915-2020）。其中新給出了配制飼料添加氨基酸種類(lèi)和最低線。

圖中，“粗蛋白質(zhì)”指豆粕、魚(yú)粉等蛋白質(zhì)原料的添加。

從表格中不難看出，飼料中主要添加的是賴氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸五種。而牧原的動(dòng)作更為超前。董事長(zhǎng)秦林英在一次報(bào)告介紹到，牧原已經(jīng)在2019年和2022年分別引入了異亮氨酸和苯丙氨酸，并計(jì)劃引入亮氨酸。

秦林英還指出，牧原在低蛋白日糧技術(shù)上的愿景是“無(wú)豆日糧”。

牧原距離這個(gè)愿景的距離并不遠(yuǎn)：據(jù)介紹，目前公司可以使用低至3%豆粕的日糧。然而減掉這最后的3%，對(duì)于公司來(lái)說(shuō)是一道難以逾越的坎。想邁過(guò)這道坎，就需要仰仗合成生物技術(shù)了。

合成生物技術(shù)扮演什么角色？

對(duì)于牧原來(lái)說(shuō)，“無(wú)豆日糧”并不是科幻。它在技術(shù)上是可行的，其不可行之處在于成本。如果過(guò)度減少豆粕的含量，那么添加進(jìn)去的氨基酸（包括一些微量的高價(jià)氨基酸）將會(huì)帶來(lái)更高的成本。

下面的折線圖，是秦林英在報(bào)告中給出的成本測(cè)算。

（在當(dāng)前的豆粕價(jià)格和氨基酸價(jià)格的前提下）公司所用飼料中的豆粕含量在5%時(shí)最為經(jīng)濟(jì)，并且公司可以接受3%-9%的彈性區(qū)間。但是，當(dāng)豆粕含量低于3%時(shí)，飼料成本就開(kāi)始直線上升。推動(dòng)這部分成本上升的就是氨基酸的價(jià)格。

這樣，我們就來(lái)到了問(wèn)題的關(guān)鍵：如何壓降氨基酸的價(jià)格。答案便是合成生物技術(shù)。

牧原此前的低蛋白日糧技術(shù)推進(jìn)，依賴的是外部技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致的氨基酸價(jià)格下降。到今天，牧原已經(jīng)沒(méi)有技術(shù)上的順風(fēng)車(chē)可以搭了。按照牧原的一貫作風(fēng)，公司選擇了繼續(xù)向上游擴(kuò)張，親自下場(chǎng)做氨基酸發(fā)酵技術(shù)研發(fā)。

這就有了文章開(kāi)頭說(shuō)到的，牧原與杭州元素驅(qū)動(dòng)合作成立“牧元安糧”合成生物技術(shù)公司的事。

稍微了解近年來(lái)合成生物行業(yè)進(jìn)展的讀者可能知道，合成生物公司有自己的商業(yè)模式，大致可以分為上游工具層、中游平臺(tái)層和下游的應(yīng)用層：合成生物的創(chuàng)企或者希望做行業(yè)中的“賣(mài)鏟人”、“大房東”，或者希望盡快開(kāi)發(fā)出能投產(chǎn)變現(xiàn)的具體發(fā)酵工藝。

相比之下，牧元安糧實(shí)際上的任務(wù)，沒(méi)給人留下太多的想象空間。在公司公告中寫(xiě)的很清楚，該子公司的目的是“ 促進(jìn)節(jié)糧降耗，增強(qiáng)公司的綜合盈利能力 ”。經(jīng)過(guò)前文的分析，我們還能更加簡(jiǎn)潔地理解牧元安糧的設(shè)立動(dòng)機(jī)：降成本。

圖：谷氨酸鈉晶體（即味精）是最早規(guī)模生產(chǎn)的氨基酸。氨基酸的物理形態(tài)，可以理解為類(lèi)似的晶體或粉末。

從技術(shù)的角度講，氨基酸生產(chǎn)的關(guān)鍵，在于生產(chǎn)菌株的工作效率。氨基酸發(fā)酵行業(yè)1956年誕生于日本時(shí)，菌株的效率優(yōu)化依賴的是正向代謝工程方法。更通俗地講，就是在不斷地選育生產(chǎn)銷(xiāo)量更高的菌株變種，并且在生產(chǎn)過(guò)程中為菌株創(chuàng)造更適宜產(chǎn)出氨基酸的生化條件。

但由于微生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，正向代謝提高產(chǎn)量的設(shè)計(jì)，有時(shí)難以產(chǎn)生預(yù)期效果。新崛起的合成生物方法，使研究者可以反向解析導(dǎo)致表型差異的微生物基因差異，并且通過(guò)基因編輯工具來(lái)改造菌株，使它們獲得特定的能力。這種方法更有效、更具方向性。

對(duì)于牧元安糧而言，最終的技術(shù)性目標(biāo)就是培育出新的菌株，結(jié)合母公司養(yǎng)豬的需求，更低成本、更高效率地生產(chǎn)氨基酸。

當(dāng)然，我們也可以放飛一點(diǎn)想象，認(rèn)為合成生物技術(shù)或許能為牧原打開(kāi)新的可能。畢竟，氨基酸是一門(mén)高附加值的好生意，撐起了梅花生物、新和成、安迪蘇等上市公司合計(jì)上千億的市值。未來(lái)牧原股份要是真的賣(mài)起了氨基酸，也不令人驚訝。

關(guān)鍵詞： 生物技術(shù)