微生物健康產業發展態勢與對策建議

馬愛進，韓盼盼，劉楊柳，孫寶國

（北京工商大學食品與健康學院，北京 100048）

大健康產業已成為全球最大的新興產業，是全球的“財富第五波”。隨著經濟發展，伴隨著微生物健康科普席卷全球的熱潮，消費者對微生物健康產品的需求日益增加，微生物健康產業在經濟文化發達的城市已初露頭角。另外，從經濟效益看，健康產品消費對整個國民經濟發展的推動作用日益凸顯，微生物健康產業在國民經濟中所占的份額也穩步提高。在健康產業發展過程中，各國非常重視該領域的研究和開發，形成了各具特色的產業發展模式。因此，研究我國微生物健康產業存在的問題、明確我國微生物健康產業的發展方向，對提高我國居民食品安全、營養健康水平，完成“健康中國”戰略部署具有重要意義。

1 全球微生物健康產業整體發展態勢

1.1 微生物健康產業競爭態勢

1.1.1 菌種資源競爭是核心

微生物健康產業的核心要素是菌種資源獲得、穩定制劑加工等。目前，掌握關鍵菌株的供應商主要集中在外國少數幾個公司手中（表1）[1]，這些決定了微生物健康產業的成本因素。微生物健康產品具有改善腸道菌群、平衡營養等功能，其替代品較少，所以影響因素較小[2]。此外，目前益生菌生產企業主要包括菌種掌握者、菌種使用者和二者之間，產業存在一定壁壘，潛在競爭者少。

表 1 菌株主要供應商Table 1 Major suppliers of strains worldwide

1.1.2 區域競爭存在差別

在生產技術和質量控制方面，西方發達國家一直處于相對優勢水平，但不同的微生物健康產品也存在區域競爭差別。如益生菌市場，競爭區域主要集中在亞洲、北美和歐洲三大區域。中國食品科學技術學會益生菌分會數據顯示，亞太地區益生菌消費規模占全球規模高達47%，其次是歐洲（22%）、北美（16.5%）（圖1）。在亞太地區，發酵食品具有悠久的歷史，所以對益生菌的認識度較高，中國則是亞洲市場最大的競爭市場。另外，歐洲是益生菌重要的消費市場，近年來的消費量以年均15%左右的速度增長，也是一個競爭熱區[2]。隨著北美地區對食用“活性菌”這一理念接受程度的提高，北美地區也逐漸成為全球益生菌膳食補充劑的競爭地區。

圖 1 全球益生菌市場地區構成Fig. 1 Regional composition of the global probiotic market

1.1.3 部分產品形成壟斷格局

隨著微生物健康產業的不斷發展以及資本的不斷涌入，產能擴張較快，價格將呈下降趨勢，行業整體利潤水平有所下降；因此，工藝先進、技術水平高、營銷渠道通暢的企業將逐步占據龍頭地位。部分產品形成了壟斷格局，以益生菌酸奶為例，全球前十大品牌中，法國Danone的Activia酸奶市場占有率最高，市場增速較快；此外，日本的Yakult產品市場占有率也非常高。對于益生菌膳食補充劑產品而言，前十大品牌主要被少數跨國企業霸占，如法國的Sanofi-Aventis，日本的Taisho，美國的Procter & Gamble、Novartis、Pfizer、Amerifit Nutritio公司，意大利的Sofar SpA、Sigma-Tau Industrie Farmaceutiche Riunite SpA、Montefarmaco SpA公司以及德國的Bayer公司，中國還沒有企業躋身益生菌膳食補充劑前十大品牌[2]。

1.1.4 市場競爭趨于激烈

部分微生物健康產品行業內企業數量較多，產品同質化程度較高，市場價格競爭加劇，企業間的競爭比較激烈。另外，國際型企業在生產管理、質量控制、品牌宣傳等方面具有較大優勢，它們以不同方式進入本地市場，對市場產生了一定影響。再加上微生物健康產品屬于保健品或零售業范疇，市場化程度高，買方議價能力較強，企業競爭會更加激烈。

1.2 微生物健康產業技術發展趨勢

1.2.1 微生物種質資源挖掘與保藏技術

微生物菌種資源的占有已成為體現國家綜合國力的一個重要方面。隨著微生物健康產業在健康產業中比例不斷提高，發達國家和企業將微生物種質資源作為產業競爭的重要因素，正在加緊開展微生物資源的挖掘工作。在微生物資源挖掘和鑒定方面，現代分子標記技術的應用為微生物種質資源分類鑒定評價提供了一個新的方向[3-8]，利用組學及現代先進測序技術為基因組時代從微生物中快速尋找和篩選功能分子提供有力的支撐[9-11]。另外，微生物菌種保藏是保證菌種質量的前提和基礎，建立科學有效的微生物菌種保藏方法，不僅可以使菌種保存優良性狀，保持其穩定性、活力與產量，而且對于后續種質資源的保存及利用都有極其重要的作用。目前，食用菌保藏研究主要集中在冷凍真空干燥、培養基保存、礦油封藏法和液態氮超低溫凍結法等方面[12-14]。

1.2.2 微生物健康產品功效穩定性保護技術

保護微生物菌劑或功能性成分，使其不被破壞，才能更好地發揮其作用。以益生菌為例，需做到加工過程中保持益生菌的益生特性，并改善它們在胃腸道中的存活率和穩定性。由于益生菌活性與配料的水分活度、產品保藏的溫度及時間緊密相關，為此，益生菌產品在貨架期內維持有效劑量、保證菌株活性是產品研發亟需解決的問題。目前，益生菌產品的保護技術主要包括噴霧干燥[15]、冷凍干燥[16]和包埋[17-18]等，其中，微膠囊包埋技術是一種廣泛使用的能有效保護益生菌活性和抵抗不良環境影響的技術手段[17,19-20]，如何開發優質的包埋基質以及益生菌與酶制劑、益生元配合等技術成為研究的重點之一。

1.2.3 微生物健康產品功能評價技術

微生物健康產品功效評價包括微生物、免疫、營養、基因組、蛋白質組、代謝組、生物信息學等眾多學科方面的技術[21-25]。近年來，腸道微生態與人體健康的聯系成為熱門研究領域，其中，益生菌與健康、益生菌與腸道微生態成為了研究的重點，基礎研究的深入以及科技成果的推進為準確地評價和篩選具有特定功能的微生物健康產品奠定了基礎。基于生化免疫、聚合酶鏈式反應、芯片、測序、生物信息學等技術集成開展微生物健康產品功效評價，進一步揭示微生物群落和益生菌在生物體內所發揮的作用，闡明微生物健康產品對機體的功能機理，為推進開發適合不同消費者的微生物健康產品提供支撐。另外，對于益生菌的功能性研究，逐步由單菌株功能的充分研究，開始轉向復合菌的功能性研究[20]。

1.2.4 微生物健康產品功效成分提取及檢測技術

隨著微生物健康產品具有調節免疫[26-27]、抗氧化[28-29]、降血脂[30-31]和降血糖[32-34]等功效的證實[35-36]，一些微生物健康產品逐漸進入市場。但是，目前提取的功能活性成分不穩定、劑型單一，為此，需要借助超臨界[37]、膜分離[38]、超微粉碎[39]、微膠囊[22,40-41]等各種技術，研發功能成分清晰、作用機理清楚、功效明顯、產品穩定性高的具有特色風味、營養和功能的食品配料。另外，隨著近紅外光譜、拉曼光譜等無損快速分析技術的發展，酶聯免疫技術在功能分子檢測領域的不斷進步，基因測序、指紋圖譜技術在產品鑒別及質量評價中的廣泛應用，以及色譜、質譜等各種新型分析技術的更新，使微生物健康產品中特色功效成分、風味物質以及營養成分的快速檢測技術開發成為可能。

1.2.5 微生物健康產品精深加工技術

微生物在不同領域更多的創新應用突破了傳統應用，這得益于最新的科研技術發展，使更多產品上市變為可能。除了益生菌在乳制品、飲料等微生物健康產品應用技術升級外，各企業加強了益生菌在其他產品中的應用開發[42]。食用菌健康產品的研究主要集中于無毒性、無公害、無污染的微生物健康產品質量調控，以減少有害微生物。食用菌發酵、新型聯合干燥、粉碎、膨化、微波技術等能進一步提高產品得率和功能性成分穩定性，促進食用菌產品向精深加工方向發展。

2 我國微生物健康產業發展態勢分析

2.1 我國微生物健康產業發展優勢

2.1.1 擁有微生物資源優勢

微生物作為全世界分布最廣且擁有量最多的生物資源，其應用已涉及到諸多領域并展現出了巨大的經濟價值和社會價值。根據世界知識產權組織的統計，截至2017年底，全球共收集保藏用于專利程序的生物材料107 889 株（份），美國典型培養物保藏中心、中國典型培養物保藏中心和中國普通微生物菌種保藏管理中心、日本國際專利生物保藏中心、德國微生物菌種和細胞保藏中心專利生物材料保藏量位居前列（圖2），中國的保藏量為25 654 株，居世界第二位[43]。尤其在食用菌資源優勢方面，我國地域廣闊，由南向北地跨5 個氣候帶，該地理優勢造就了我國食用菌物種的多樣性。據調查，我國目前已知食用菌近1 000 種，而經人工馴化后可培養形成子實體的食用菌約100 種，具有可規模化生產推廣的商用食用菌約50 種，已用于加工生產健康產品的食用菌近30 種[44]，還有大量的微生物資源亟待開發。

圖 2 世界前四位國家專利生物材料保藏量Fig. 2 Top four countries with the largest reservation of patented biomaterials in the world

2.1.2 微生物健康產品市場潛力巨大

我國是全球人口老齡化速度最快且數量最多的國家，伴隨著人口的老齡化，健康產業中的老年市場需求量也日益走高。據產業信息網數據顯示，大健康產業市場規模逐漸擴大，呈上升趨勢，且増長速度較快（表2）。目前，世界微生物健康產品的供需正在快速增長，尤其是亞太地區，以保健品為例，亞太地區是全球第二大保健品消費市場，規模僅次于美國，年銷售額超過全球總額的40%左右[45]。據2018年中國保健協會數據顯示，我國保健品的年銷量已經超過2 000億 元，市場份額已位居世界第二位[46]。另外，由于工作、生活等多方面的壓力，亞健康人群數量在不斷增加，隨著人口老齡化規模的增大和速度的加快，預計到2050年，65 歲及以上人口比例將增至16%[47]，有巨大的市場需求。另外，國際經驗表明，當人均GDP超過6 000 美元時，民眾消費進入典型的消費升級周期[48]，健康產業的市場需求量巨大。

表 2 2011—2016年中國健康服務產業規模Table 2 China’s health service industry scale from 2011 to 2016

2.2 我國微生物健康產業發展劣勢

2.2.1 研究體系不完善

近年來，我國的微生物健康產業發展速度迅猛，呈現出一派生機勃勃的景象，然而，在全球經濟形勢下，我國的微生物健康產業也凸顯出一些問題，面臨著諸多挑戰。在科學研究方面，我國在發展健康產業的基礎前沿研究、平臺基地建設、人才團隊培養等方面已具備良好基礎，科技實力不斷提升，也取得了一系列成果，但我國健康產業領域的整體研究實力比較薄弱，還存在不系統和不深入等問題。以益生菌為例，截止2018年，全球共申請益生菌相關專利44 759 件，我國共申請相關專利19 049 件。我國專利申請中前三位分別是中國光明乳業、浙江勁膳美生物科技股份有限公司和江南大學[49]。我國申請的益生菌專利主要集中于益生菌在食品、動物飼料等領域中的應用，而新型益生菌開發和原料制備工藝方面的專利較少，科技創新能力和核心競爭力亟待提高。再加上對微生物菌種質量評價、功效評價、菌劑生產、保存技術、精深加工產品的調控以及專用設施設備等方面的研究不深入，需要切實加強健康產業科技創新，構建微生物健康產業科技支撐體系。

2.2.2 擁有自主知識產權菌株少

盡管我國擁有資源優勢，但由于缺少對微生物基礎研究的深度，缺乏對育種需要的種質資源、生產種類的基本遺傳學和生理學的系統研究，難以培育出具有自主知識產權、高生產潛力的菌種。在益生菌領域，雖然一些研究機構、大學和企業獲得了一些菌株，如中國農業大學獲得了長雙歧桿菌BBMN68、青春雙歧桿菌BBMN23、動物雙歧桿菌A6、干酪乳桿菌L9、唾液乳桿菌FDB86等10余株菌株，江南大學獲得了植物乳桿菌CCFM8661、植物乳桿菌8610、ST-III等菌株，北京科拓恒通生物技術股份有限公司擁有干酪乳桿菌Zhang、植物乳桿菌P-8、乳雙歧桿菌V9、瑞士乳桿菌H9等菌株，江蘇微康生物科技有限公司、河北一然生物科技有限公司、潤盈生物工程（上海）有限公司等也在不斷開發微生物菌株[1]，但核心菌株對國外的依賴度超過90%，應用到酸奶產品的菌株對國外依賴度幾乎達100%，批準應用于嬰幼兒食品的9 種菌株大多都來自外國[50]。核心菌株擁有量和關鍵技術相對落后，顯著降低了我國微生物健康產業的競爭力。

2.2.3 產品供需不平衡

微生物健康產業是國民經濟的重要組成部分，肩負著消費者健康和促進經濟發展的雙重使命，微生物健康科技是產業發展的基石，依靠科技創新可以更好地實現微生物健康產業的供給側改革。近兩年來，部分微生物健康產品同質化嚴重，出現了全國或區域性的產能過剩。另外，我國已經進入到消費提升階段，居民對健康提出了更高的要求，而有關產品的研制、開發、銷售和管理機制等發展相對緩慢且不成熟，不能滿足消費者更高的健康需求，微生物健康產品的供給亟待增長。另外，一些老人、婦女、兒童以及具有亞健康狀態等的特殊人群對有特殊功能的微生物健康產品需求增加，導致產品供給兩端出現不平衡，亟需進行供給側改革，調整產業結構，形成微生物健康初級與精深加工互補的產業發展新格局。

2.2.4 管理制度和政策體系不完善

從政策上看，盡管近些年許多省市出臺了微生物健康產業政策，但總體上產業發展與政策仍不配套，有待進一步完善。雖然微生物健康產業存在眾多優勢，但是與傳統產業相比政策支持力度較小，導致其產業鏈上的菌種挖掘、技術開發、規模生產及設備設施研發等方面沒有形成完善的技術模式，再加上法律法規不完善、學科建設不系統、人才培養機制不健全等，使得我國微生物健康產品的自主研發和創新能力較低，總體上還處于初級階段。另外，我國目前暫時尚未制定微生物健康產品統一的市場準入規則，相關的行業標準也不完善，這嚴重阻礙了微生物健康產業的發展[51]。部分微生物健康產品市場準入門檻較低，行政監管不嚴，企業僅重視產品營銷，而不注重產品質量，出現以次充好的現象，致使消費者對產品的信任度降低[51-52]。另外，在益生菌藥品領域，現行政府監管模式及審批機制存在不足，給企業帶來諸多困難和障礙，嚴重制約了創新產品的開發，阻礙了產業發展[53]。

2.3 我國微生物健康產業發展機遇

2.3.1 經濟發展質效不斷提升

我國經濟的快速發展以及人民的收入與消費雙增長，為微生物生命健康產業發展奠定了良好的經濟基礎。目前，我國經濟發展進入新常態，持續保持了中高速增長，增速位居于世界主要經濟體最前列，良好的經濟發展形勢為健康產業的發展提供了穩定的發展環境。目前歐美國家健康產業總產值占國內生產總值比例均超過了10%，而我國僅為5%左右，從產業規模到發展階段均滯后于發達國家[53]。另外，據國家統計局數據顯示，我國城鎮農村居民人均可支配收入逐漸增加（表3）。近年來，城鎮人均健康產品支出的年均增長率為15%左右，農村居民人均消費支出的年均增長率為21%左右。隨著我國經濟和居民生活水平的快速提高，對健康的態度和觀念也發生了變化，我國居民對自身和家庭成員的健康提出了更高要求，為微生物健康產業的發展帶來了新的機遇。

表 3 2015—2019年全國城鎮農村人均可支配收入Table 3 Per capita disposable income in urban and rural areas nationwide from 2015 to 2019

2.3.2 黨和國家對健康產業高度重視

黨和國家對健康產業的重視可為健康產業的發展提供充分保障。2017年10月18日，習近平總書記在十九大報告中指出“實施健康中國戰略，要完善國民健康政策，為人民群眾提供全方位全周期健康服務”。2016年10月，中共中央、國務院印發了《“健康中國2030”規劃綱要》。至2030年，建立起體系完整、結構優化的健康產業體系，形成一批具有較強創新能力和國際競爭力的大型企業，成為國民經濟支柱性產業。積極促進健康與養老、旅游、互聯網、健身休閑、食品融合，催生健康新產業、新業態、新模式。2019年7月15日，國務院印發《國務院關于實施健康中國行動的意見》（以下簡稱《意見》），《意見》中強調，國家層面成立健康中國行動推進委員會，制定印發了《健康中國行動（2019—2030年）》。2019年7月15日，國務院印發了《健康中國行動組織實施和考核方案》（以下簡稱《方案》）。《方案》中提出，建立健全組織架構，依托全國愛國衛生運動委員會，成立健康中國行動推進委員會。隨著健康中國成為國家戰略，以及政策文件的發布實施，部門和地方健康產業政策的制定（表4），中國健康產業將迎來快速發展的機遇期。

表 4 中國微生物健康產業相關政策文件Table 4 China’s policy documents on microbial health industry

2.3.3 自主創新能力日趨增強

微生物健康產業的發展需要強大的科研力量支持。為了推動科技發展，政府和企業逐年加大微生物健康科研投入，吸收消化外來先進技術，自主創新能力日趨增強。據科技部發布的2018年中國科學研究與試驗發展（research and development，R&D）經費投入，從企業、研發機構與高等學校R&D分布情況來看（表5），企業是產業發展技術創新的主要拉動力。健康產業市場發展良好、日漸成熟，出現了一些注重技術創新的益生菌、食用菌、螺旋藻相關產品的新型企業，正在向著國際化、產業化、集團化及現代化邁進。

表 5 企業、研發機構與高等學校R&D分布Table 5 R&D distribution of enterprises, research institutions and universities

2.4 我國微生物健康產業發展挑戰

2.4.1 國際競爭日趨激烈

目前，全球微生物健康經濟發展迅速，微生物健康產品新型企業的經營業績遠好于傳統企業、前景良好，吸引了大型跨國集團資金投入。另外，國際貿易關稅逐步降低，非關稅壁壘日趨減少，快速推進了國際市場間的交流。此外，國際著名微生物健康產品企業正加速其產品、技術、資金、市場等向欠發達國家的滲透，合資、獨資企業不斷涌現，市場國際化成為必然。目前，我國微生物健康產業正處于由初期向成熟期發展的過渡期，大量跨國企業針對東方文化和習俗差異，制定有針對性的市場拓展策略，使得大量產品進入我國市場，對于我國這種健康產業發展起步較晚的國家來說是一種挑戰。再加上微生物健康產品屬于保健品或零售業范疇，市場化程度高，買方議價能力較強，企業競爭會更加激烈。同時，國際上加大了對自主知識產權的保護力度，提高了技術壁壘，使得國內企業將面臨更加激烈的國際競爭。

2.4.2 產品研發需要創新

實現微生物健康產業良好發展，離不開技術創新。由于國外對微生物健康產品研發早，積累了具有知識產權的菌株和產品開發技術，跨國企業的國際競爭力較強，產品研發的技術壟斷優勢已嚴重威脅了我國的微生物健康產業發展。目前，我國微生物健康產品總體處于產品研發、市場培育和發展階段，產品特色優勢不明顯、創新能力不足、產品單一、趨于同質化，加劇了同類產品的市場競爭，致使企業效益低、整體發展緩慢。例如益生菌酸奶領域，國內常溫酸奶的企業有40～50 家，包括伊利安慕希、蒙牛純甄、光明莫斯利安外、君樂寶開菲爾、皇氏摩拉菲爾、新希望里海和鮮花、衛崗弗瑞希、圣牧全程有機酸奶、銀橋格瑞希有機酸奶等，市場競爭異常激烈。在嬰幼兒奶粉領域，包括金領冠珍護、金領冠菁護、飛鶴臻愛倍護、圣元優強蜜蓓、藍河姆阿普、貝特佳、宜品益臻、宜品歐能多啟輝、美廬優培、歐比佳可唯安、惠氏貝睿思等產品，企業爭分市場，競爭白熱化。在食用菌方面，由于缺乏食用菌的高質化利用、深加工技術，初級產品太多，精深加工企業少，加大基礎性技術研究和產業通用技術研究是亟待解決的大問題。另外，跨國企業還在不斷增加研發方面的投入，通過研發功能差異化的特色微生物健康產品，較早的占領市場，這對我國微生物健康產業發展來說是一個挑戰。

3 我國微生物健康產業發展建議

3.1 加大政策支持力度

微生物健康產業發展與戰略作用的凸顯離不開政府引導和相關支持。需要加大包括科研投入、法律法規制定以及產業配套政策等支持力度，促進產業發展。在科研方面，國家需要設立微生物健康產業重大專項，統一規劃、統一部署，支撐產業發展，加強健康產業政策規劃的頂層設計[54]，強化微生物健康產業財政、金融政策支持。在食用菌產業政策方面，完善食用菌良種和農機補貼政策、龍頭企業專項補貼政策、技術推廣支持政策、產業風險補償基金政策等[55]，構建完善多元投融資體系，為健康產業發展提供保障。

3.2 建立微生物健康產業種質資源平臺

針對微生物種質資源表型鑒定與深度挖掘的前瞻性、針對性、精準性不強等問題，國家應進行戰略性部署，加大微生物資源挖掘力度，對微生物健康產業重要資源開展全面持續的調查和收集。結合細胞學、生物化學、形態學以及分子生物學優勢，建立食用菌[56]、益生菌等微生物種質資源綜合評價體系。以分子標記等技術為手段[56-57]，高效篩選和評價微生物菌種、基因及代謝產物，獲得在微生物健康產業具有應用前景的核心菌株、復合微生物體系、基因、酶及其他代謝產物，建立微生物健康產業種質資源平臺，實現微生物資源儲備、研究評價和開發利用的有機整合。

3.3 構建微生物健康產業研究技術體系

針對微生物菌種在保存過程中品質變化和活力降低等問題，開展微生物菌種保藏技術、方法和保護劑開發研究；針對微生物及其代謝產物作用功效不清楚、不明確，以及益生菌等微生物健康產品缺乏統一的評價標準等問題[58]，開展微生物及代謝產物功效機理、功效評價技術以及評價體系研究；針對微生物及其代謝成分在產品應用中穩性差等問題，開展微生物健康產品功效穩定性保護技術研究；針對微生物產品同質化現象，為滿足不同消費者需求，進行健康產品的開發[59]，特別是針對孕婦、老年人以及亞健康狀態人群對微生物健康產品的特殊需求，加大膳食補充劑、營養強化食品、功能食品、特殊醫學用途食品等微生物類產品的技術研究及設備開發，加強健康產品精深加工技術研發[60]，研制劑型多元化、功能差異化的微生物健康產品，以支撐微生物健康產業發展。

3.4 完善相關法律法規和標準體系

微生物健康產業在我國剛剛起步，作為新興經濟增長點，急需政府從宏觀角度制訂促進微生物健康產業發展的相關法律、法規和標準。微生物資源收集、保藏和開放共享仍然缺乏實用、有效的制度保障，建議針對發明專利、生物安全等領域，研究出臺微生物資源保藏和共享制度，避免微生物資源的流失和濫用，切實保障戰略目標的實現。針對標準缺失問題，應進行頂層設計，規劃制定包括微生物健康產品檢測、功能評價、質量控制等標準。通過政府引導，促進微生物健康產業相關行業協會，協助政府制定相應的規范和標準[52]，強化標準實施，規范市場運營，完善市場秩序，保證產品質量，促進微生物健康產業良性發展。

4 結 語

微生物健康產業是大健康產業的重要組成部分，在保障消費者健康、促進社會和經濟發展中發揮著重要作用。目前，在健康中國戰略實施背景下，我國微生物健康產業具備良好的經濟基礎，政策支持力度加大，企業自主創新能力日趨增強，擁有微生物資源豐富、產品消費潛力巨大等優勢，但目前我國微生物健康產業在研究體系構建、菌株選育、技術創新、市場競爭等方面均與發達國家存在一定差距，亟待加強微生物健康產業頂層設計和戰略布局，加大政府支持度，建立微生物種質資源平臺，構建微生物健康產業技術體系，完善法律法規和標準等措施，促進我國微生物健康產業轉型升級和高質量發展。