MERCATO DEGLI ENZIMI INDUSTRIALI ANALISI DI DIMENSIONI E QUOTE - TENDENZE E PREVISIONI DI CRESCITA (2024-2031)

Gli enzimi industriali La dimensione del mercato è valutata US$ 7.53 Bn nel 2024 e si prevede di raggiungere US$ 11.42 Bn entro il 2031, crescendo ad un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 6,1% da 2024 a 2031. Gli enzimi industriali sono proteine che agiscono come catalizzatori per varie reazioni biochimiche. Sono prodotti attraverso la fermentazione di microrganismi come batteri e funghi. Ci sono vari tipi di enzimi industriali che vengono utilizzati in tutte le industrie. Protesi aiutano nella digestione delle proteine e sono utilizzati nei detergenti per rimuovere le macchie dure. Amylases sono utilizzati per la modifica di amido nelle industrie alimentari e tessili. Cellulasi e emicellulasi abbattere la cellulosa e aiutare nella produzione di biocarburanti da biomassa. Le lipasi sono utili nella lavorazione degli alimenti per la modifica del grasso e dell'olio.

Ogni tipo di enzima industriale ha i suoi vantaggi. Ad esempio, gli amilani permettono di convertire facilmente l'amido in zuccheri. Le protesi aiutano a rompere le proteine delicatamente. Tuttavia, hanno anche alcuni svantaggi. Essendo proteine, gli enzimi possono essere denaturati da pH estremo, temperatura e trattamenti chimici. La loro attività dipende da condizioni di reazione come il livello di umidità, la concentrazione di substrato e altri. La produzione su larga scala e la standardizzazione delle caratteristiche enzima aumentano anche i costi. Nel complesso, come biocatalisti naturali, gli enzimi industriali hanno permesso nuove applicazioni e processi migliorati in molte industrie in modo ecologico.

Insights regionali del mercato degli enzimi industriali:

• Nord America: Nord America detiene la più grande quota di mercato nel mercato degli enzimi industriali, a causa del 45% di alta domanda di enzimi industriali nel cibo e bevande, detergenti per la lavanderia, farmaci e presenza di cure personali dei principali attori della regione.
• Asia Pacifico: Il mercato nella regione del Pacifico Asiatico è previsto per tenere la seconda quota di mercato più grande del 30%, a causa di una crescita significativa nel settore sanitario, alimentare e bevande, detersivo per la lavanderia, farmaceutica e cura personale.
• Europa: Il mercato degli enzimi industriali in Europa detiene il 10% sul mercato e la presenza di importanti attori della regione.

Figura 1. Quota del mercato degli enzimi industriali (%), Per regione, 2024

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Punto di vista dell'analista del mercato degli enzimi industriali:

Il mercato degli enzimi industriali rimane promettente a lungo termine, guidato dalla crescente domanda da diverse industrie di end-use. L'industria alimentare e delle bevande rappresenta la quota maggiore e si prevede di rimanere un importante consumatore di enzimi industriali. L'America del Nord domina il mercato ma l'Asia Pacifico è probabile che la crescita più rapida nel prossimo futuro guidata da Cina, India e altre economie in via di sviluppo nella regione.

Mentre le crescenti preoccupazioni ambientali stanno influenzando positivamente la domanda di prodotti bio-based e eco-friendly, l'alta dipendenza dai prezzi delle materie prime presenta una sfida. I sostituti disponibili per determinate applicazioni fungono anche da restrizione. Tuttavia, con una rapida urbanizzazione e stili di vita mutevoli, le opportunità nasceranno dalla necessità di nuovi prodotti alimentari e migliorati. La necessità di ridurre i costi di produzione spingerà anche la domanda dell'industria dei detergenti.

Gli enzimi per applicazioni speciali nei tessili, nei mangimi animali e nella fabbricazione della carta rischiano di sperimentare una crescente domanda. Aumentare la necessità di prodotti alimentari a basso contenuto di calorie e grassi apre nuove strade. La ricerca continua e l'innovazione dei prodotti espanderanno la portata degli enzimi industriali in aree più nuove e aiuteranno le aziende a superare i colli di bottiglia legati alla fornitura di materie prime.

Driver per il mercato degli enzimi industriali:

• Domanda crescente di produzione di biocarburanti: La domanda globale di fonti energetiche più pulite e rinnovabili è cresciuta costantemente negli ultimi decenni. L'etanolo prodotto dalla biomassa è emerso come una delle valide alternative ai combustibili fossili. Ethanol può essere utilizzato direttamente nei veicoli come combustibile o miscelato con benzina. Molti paesi del mondo hanno implementato politiche e regolamenti per promuovere l'uso del bioetanolo come combustibile di trasporto. Questo ha dato un impulso alla produzione commerciale di bioetanolo a livello globale. Gli enzimi industriali svolgono un ruolo fondamentale nel processo di produzione del bioetanolo. Le amilas, le cellule e gli altri enzimi degradanti del carboidrato sono utilizzati per abbattere l'amido e la cellulosa presenti in fonti di biomassa come il mais, la sacca di canna da zucchero e la biomassa lignocellulosica in zuccheri fermentabili. Senza l'applicazione di questi enzimi specializzati, sarebbe impossibile idrolizzare efficacemente i polisaccaridi complessi in zuccheri più semplici. Inoltre, le nuove tecnologie come il bioprocessing consolidato e la saccarificazione e la fermentazione simultanee stanno ottenendo l'accettazione nell'industria dei biocarburanti in quanto offrono una maggiore produttività e costi più bassi. Questi processi avanzati si basano ancora più fortemente sulle formulazioni enzima personalizzate. La crescente domanda e le politiche che sostengono gli obiettivi dei biocarburanti nelle regioni, tra cui gli Stati Uniti, il Brasile, l'Unione europea (UE) e altri hanno incoraggiato grandi investimenti in nuove distillerie e l'espansione di impianti di etanolo esistenti in tutto il mondo. Ciò comporta un consumo significativamente più elevato di enzimi industriali per la produzione di biocarburanti. I principali fornitori di enzimi stanno sviluppando attivamente nuovi prodotti enzimatici appositamente progettati per diversi alimentatori a biomassa e processi di produzione per ottenere vantaggi. L'industria dei biocarburanti dovrebbe guidare la domanda e agire come un importante driver di crescita per il mercato degli enzimi industriali nel prossimo futuro.
• Avanzamenti nella produzione farmaceutica: L'industria farmaceutica è sempre stata all'avanguardia nell'innovazione e nel progresso. Nel corso dei decenni, ha attraversato diverse trasformazioni tecnologiche proprio da piccole molecole di farmaci a biologici complessi. Gli enzimi industriali hanno trovato numerose applicazioni durante varie fasi coinvolte nella produzione di farmaci, tra cui la produzione di principi attivi farmaceutici (API), la sintesi di intermedi chirali e la catalizzazione delle fasi di reazione critica. C'è una crescente enfasi sullo sviluppo di metodi di produzione più efficienti, economici e sostenibili in tutta la filiera farmaceutica. Ciò sta spingendo le aziende a sostituire i tradizionali percorsi di sintesi chimica con processi enzimatici dove possibile. Rispetto ai catalizzatori chimici, gli enzimi spesso offrono maggiore selettività, condizioni di reazione più miti e generazione di sottoprodotti meno tossici. Essi sono in grado di effettuare trasformazioni difficili con eccellente stereo- e regio-specificità che possono non essere realizzabili attraverso mezzi chimici. Inoltre, gli enzimi possono essere progettati attraverso tecniche di ingegneria delle proteine per migliorare ulteriormente la loro attività e l'idoneità per le reazioni biocatalitiche su scala industriale. Allo stesso tempo, i biofarmaci hanno rivoluzionato il trattamento delle malattie complesse. Con l'approvazione e il lancio di nuove entità biologiche, i produttori farmaceutici stanno investendo pesantemente nella creazione di un grande anticorpo monoclonale e di altri impianti di produzione biologica in tutto il mondo. La lavorazione a valle di questi prodotti si basa sull'applicazione di vari enzimi industriali per analisi, purificazione, formulazione e liofilizzazione. I nuovi approcci di consegna del farmaco utilizzano anche reazioni enzimatiche. Tutti questi fattori stanno spingendo una notevole domanda di enzimi industriali nella produzione farmaceutica. I principali operatori di mercato in questo spazio stanno attivamente ricercando e sviluppando nuove soluzioni enzimatiche per aiutare lo sviluppo della droga e processi di produzione commerciale su larga scala.

Opportunità di mercato degli enzimi industriali:

• Utilizzo della biomassa dei rifiuti: Il mercato degli enzimi industriali ha il potenziale di ottenere in modo significativo dall'utilizzo della biomassa dei rifiuti. Gli enzimi svolgono un ruolo cruciale nel distruggere la biomassa e facilitare processi come la produzione di biocarburanti. Con la crescente attenzione alle pratiche sostenibili e all'economia circolare, la biomassa dei rifiuti provenienti da varie industrie è testimoniata come fonte rinnovabile di materie prime. L'utilizzo della biomassa dei rifiuti offre anche opportunità strategiche per ridurre i costi di produzione per i produttori di enzimi industriali. I flussi di rifiuti forniscono un substrato a basso costo per l'iperproduzione di enzimi mirati attraverso la fermentazione. Alcune aziende hanno già stabilito impianti dimostrativi utilizzando residui agricoli e altre biomasse non alimentari per produrre cellule, amilasi e altri enzimi. Per esempio, la Commissione europea ha roadmap strategiche per promuovere il riutilizzo di 60 milioni di tonnellate di residui agricoli entro il 2030.
• Produzione di prodotti chimici e materiali di alto valore: La produzione di prodotti chimici e materiali ad alto valore potrebbe infatti rappresentare una grande opportunità di crescita nel mercato degli enzimi industriali. Gli enzimi hanno il potenziale per consentire metodi di produzione più sostenibili ed efficienti per varie sostanze chimiche speciali, che potrebbero contribuire a guidare una domanda significativa. Alcuni prodotti chimici di specialità chiave e materiali in cui i metodi di produzione basati sugli enzimi possono ottenere più trazione includono plastiche a base bio, intermedi farmaceutici, prodotti chimici fini e biochimici. Rispetto alle tradizionali rotte di sintesi chimica, la catalisi degli enzimi industriali consente una produzione più semplice di molecole chirali con elevata selettività e rese. Poiché le normative ambientali in materia di produzione chimica rafforzano la domanda mondiale e la domanda dei consumatori di alternative sostenibili, siamo probabilmente a testimoniare più investimenti in soluzioni biotecnologiche industriali. Le principali aziende hanno già iniziato a incorporare enzimi verdi attraverso i loro portafogli di prodotti chimici speciali. Guardando avanti, ulteriori innovazioni per sviluppare varietà enzima più robuste e stabili attraverso l'ingegneria delle proteine potrebbero sbloccare applicazioni in aree più nuove come rivestimenti, elettronica e produzione di beni di consumo nel corso dei prossimi anni (2025). Con un crescente focus globale sulla bioeconomia e gli obiettivi di neutralità del carbonio, la produzione di beni di alto valore attraverso percorsi biocatalitici sostenibili dovrebbe emergere come un importante driver della domanda di enzimi industriali in corso. Per esempio, secondo un rapporto dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per lo Sviluppo Industriale, nel 2021, i processi enzimatici permettono ai produttori di vari ingredienti farmaceutici e agrochimici di produrre solo l'enantiomero desiderato senza generazione della forma di immagine a specchio indesiderata, fornendo così un importante vantaggio ambientale ed economico.

Mercato degli enzimi industriali Tendenze:

• Avvento di bio-refinerie integrate:La crescente tendenza delle bio-refinerie integrate ha un impatto sostanziale sul mercato degli enzimi industriali. Le bio-refinerie mirano a elaborare la biomassa in uno spettro di prodotti e di energia commercializzabili in modo integrato. Consolidando diverse fasi di lavorazione sotto un tetto, le bio-refinerie aiutano a ridurre i costi, ad aumentare le efficienze e a massimizzare il valore derivato da mangimi sostenibili. Questo approccio integrato si basa fortemente sull'applicazione di enzimi industriali specializzati in varie fasi. Gli enzimi industriali svolgono un ruolo vitale nei processi di pretrattamento, idrolisi e fermentazione all'interno di bio-refinerie. Aiutano a distruggere la biomassa in zuccheri fermentabili e permettono la conversione di quegli zuccheri in sostanze chimiche, combustibili e materiali a base di bio-valore. Ad esempio, le cellule e le emicellule vengono aggiunte durante la fase di pretrattamento per decostruire le frazioni di cellulosa e di emicellulosa in zuccheri più semplici. Le amilases aiutano a saccarificare la biomassa contenenti amido. Le protesi aiutano a solubilizzare le proteine per il riciclaggio dei nutrienti. Gli enzimi specifici come lipasi e cellule trovano applicazione anche nei processi di aggiornamento per produrre biodiesel, bioplastiche e altri biochimici. Per esempio, secondo i dati forniti dall'Agenzia Internazionale per l'Energia Rinnovabile, gli investimenti globali in capacità di produzione avanzata di biocarburanti sono aumentati da US$1 Bn nel 2020 a US$2.7 Bn nel 2021, con la maggior parte di questa nuova capacità basata su concetti integrati di biorefinery.
• Attività di consolidamento tra i player del settore: La tendenza di consolidamento tra i produttori di enzimi industriali ha notevolmente influenzato il mercato degli enzimi industriali negli ultimi anni. Molti grandi giocatori hanno acquisito rivali più piccoli o si sono fusi con pari per ottenere una quota di mercato più grande e rafforzare i loro portafogli di prodotto. Ad esempio, nel 2020, Dupont acquisì il business degli enzimi di LBG e ampliò il suo portafoglio di prodotti per la pulizia e la bio-based. Analogamente, nel 2022, gli enzimi AB si unirono a Novozymes per costruire un'azienda di enzimi microbici robusti. Tali attività di consolidamento permettono alle aziende di beneficiare di economie di scala, catene di approvvigionamento integrate e di una portata geografica estesa. Li aiuta a ottimizzare i costi di produzione e a migliorare le efficienze di processo nelle operazioni globali. I più grandi enti consolidati possono anche investire di più nella ricerca e nello sviluppo (R&D), consentendo così una maggiore produttività e innovazione nelle tecnologie degli enzimi industriali a lungo termine. Ad esempio, dopo la fusione, AB Enzymes ha aumentato significativamente i suoi investimenti R&D, portando così al lancio di prodotti bio-based più sostenibili per detergenti, pelle e tessili applicazioni entro due anni.

Restrizioni di mercato degli enzimi industriali:

• Alto costo R&D:Gli elevati costi di ricerca e sviluppo (R&D) rappresentano una sfida significativa per la crescita nel mercato degli enzimi industriali. Sviluppare nuove formulazioni enzimatiche richiede una vasta sperimentazione di laboratorio per identificare le combinazioni e le condizioni di reazione ottimali per varie applicazioni industriali. Gli enzimi sono biocatalisti complessi e anche piccoli tweak alle loro strutture aminoacidi possono influenzare la loro efficacia e stabilità. Di conseguenza, il processo R&D è lungo e resistente alle risorse, coinvolgendo tecniche di ingegneria proteica sofisticate. Inoltre, poiché le normative ambientali sono diventate più severe in tutto il mondo, anche le specifiche di performance per gli enzimi industriali sono aumentate. I produttori devono dimostrare che i loro prodotti offrono una maggiore specificità del substrato, l'efficacia a condizioni di pH/temperatura estreme, la resistenza agli inibitori e la capacità di operare in solventi/reattori non convenzionali. Questo spinge i confini della bioscienza e richiede maggiori investimenti nell'infrastruttura R&D, nelle attrezzature e nelle risorse umane qualificate. Per molti giocatori più piccoli, sostenere un tale capitale-intensiva innovazione anno dopo anno pone una sfida. Anche le grandi aziende trovano difficile finanziare continuamente progetti ad alto rischio e ad alto rendimento in aree di diversificazione delle applicazioni come biocarburanti, bioplastiche e biotecnologie bianche. Per esempio, secondo i dati pubblicati dall'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'educazione, la scienza e la cultura (UNESCO), nel 2020, le spese globali per la R&D scientifica sono aumentate da 1,5 miliardi di dollari nel 2015 a quasi 2,2 miliardi di dollari nel 2020, con le scienze della vita che rivendicano una quota crescente.
• Controbilancia: Gli alti costi di ricerca e sviluppo devono essere molto chiaramente considerati dai principali operatori del mercato, prima che le stesse spese siano sostenute.
• Instabilità nella fornitura di materie prime: Uno dei principali fattori che frenano la crescita del mercato degli enzimi industriali è l'instabilità nella fornitura di materie prime. Gli enzimi utilizzati per applicazioni industriali sono principalmente derivati da microrganismi attraverso processi di fermentazione. Le materie prime principali richieste per la fermentazione includono carboidrati, minerali, aminoacidi e vitamine. Tuttavia, la fornitura di queste materie prime è diventata sempre più imprevedibile negli ultimi anni a causa del cambiamento dei modelli climatici e delle condizioni geospaziali che interessano la produzione agricola. Gli eventi meteorologici estremi come siccità, inondazioni e onde di calore hanno portato a una ridotta disponibilità di prodotti agricoli chiave in molte parti del mondo. Per esempio, le siccità in Brasile e nell'Europa occidentale nel 2020-21 hanno ridotto significativamente i raccolti di canna da zucchero e barbabietola da zucchero che sono importanti fonti di carboidrati per la fermentazione microbica FAO, 2022.

Sviluppo recente:

• Nel dicembre 2022, Novozymes, una notevole entità biotecnologica, ha annunciato una significativa fusione con Chr. Hansen, una centrale elettrica con sede in Danimarca nei settori dell'agricoltura, farmaceutica e degli ingredienti alimentari. Questa mossa è testimoniata come una strategia tattica da Novozymes per rafforzare la sua presenza di mercato. Novozymes A/S è una società di biotecnologie globale con sede a Bagsværd, fuori Copenhagen, Danimarca. L'attenzione dell'azienda è la ricerca, lo sviluppo e la produzione di enzimi industriali, microrganismi e ingredienti biofarmaceutici.
• Nell'agosto del 2022, BASF SE ha preso una decisione strategica per vendere la sua divisione enzimi di cottura, BASF Nutrilife, a Lallemand Inc., una rinomata azienda di produzione di enzimi. Questa acquisizione arricchisce le diverse offerte di Lallemand Inc, comprese le sue piattaforme specializzate di lievito e tecnologia batterica. BASF SE è una società chimica globale con sede a Ludwigshafen, Germania, con una presenza significativa in Nord America attraverso la sua filiale, BASF Corporation, con sede a Florham Park, New Jersey. L'azienda opera in vari segmenti, tra cui Chimica, Materiali, Soluzioni Industriali, Tecnologie Superficiali, Nutrizione e Cura, e Soluzioni Agricole.
• Nel novembre 2021 Novozymes si unì alle forze con Novo Nordisk Pharmatech. La loro joint venture si concentra sulla creazione di enzimi tecnici superiori, mirando a migliorare la produzione nel settore biofarmaceutico. Questa partnership è prevista per aiutare significativamente Novozymes ad espandere le sue capacità nel campo di allevamento della medicina rigenerativa. Novozymes è una società di biotecnologie globale con sede a Bagsværd, fuori Copenhagen, Danimarca. L'attenzione dell'azienda è la ricerca, lo sviluppo e la produzione di enzimi industriali, microrganismi e ingredienti biofarmaceutici. Novo Nordisk Pharmatech A/S è un fornitore globale leader di ingredienti di alta qualità per le industrie biofarmaceutiche e farmaceutiche. L'azienda è specializzata nella produzione di composti di ammonio quaternario (Quats) utilizzati come insulina attiva e ricombinante per l'uso nei supporti di cultura cellulare per migliorare la crescita cellulare, la fattibilità e la produttività.

Figura 2. Quota del mercato degli enzimi industriali (%), da fonte, 2024

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Aziende chiave nel mercato degli enzimi industriali:

• Tecnologie avanzate di enzima,
• Lesaffre, Adisseo,
• Sviluppo dell'enzima Corporation,
• BASF SE, Novozyme,
• DuPont Danisco,
• DSM,
• Novus International,
• Associated British Foods PLC,
• Hansen Holding A/S

Definizione: Gli enzimi industriali sono proteine che vengono utilizzate in vari processi industriali per catalizzare le reazioni chimiche. Questi enzimi sono tipicamente prodotti da microrganismi come batteri e funghi e sono utilizzati in settori come farmaci, produzione chimica, biocarburanti, cibo e bevande e prodotti di consumo. Essi sono impiegati in applicazioni tecniche come le industrie di pasta e carta, tessile e detergente lavanderia, così come nella lavorazione degli alimenti, mangimi per animali, sanità, tessili, lavorazione della pelle e produzione di biocarburanti.