Biocatalisi e biocatalizzatori Dimensione del mercato, quota, crescita e analisi del settore, per tipo (idrolasi, ossidoriduttasi, transferasi e altri), per applicazione (alimenti e bevande, detergenti, agricoltura e mangimi, produzione di biocarburanti, prodotti biofarmaceutici e altri) e approfondimenti regionali e previsioni fino al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO DELLA BIOCATALISI E DEI BIOCATALIZZATORI

Il mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori, valutato a 2,16 miliardi di dollari nel 2026 e che alla fine raggiungerà i 2,27 miliardi di dollari entro il 2035 con un CAGR costante dello 0,6% dal 2026 al 2035.

Il mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori continua ancora ad espandersi rapidamente poiché la tendenza testimonia una domanda di secessione per processi verdi in ogni settore. Questo è il motivo per cui gli enzimi e le cellule sono buoni candidati per la biocatalisi poiché la loro attività è caratterizzata da elevate velocità di reazione e selettività. L'uso degli OGM è vario in molti settori come quello sanitario, della produzione alimentare e persino nella produzione di carburanti dove sono in questione i biocarburanti. La crescita del mercato è attribuita ai progressi continui nell'ingegneria enzimatica che aumenta l'efficacia dei biocatalizzatori e all'aumento della consapevolezza e dell'applicazione di soluzioni di chimica verde rispettose dell'ambiente.

Più recentemente, la crescita del mercato della biocatalisi è guidata anche da una maggiore domanda nel settore della medicina personalizzata e dalla costante ricerca di nuove sintesi biocatalitiche di nuovi farmaci e processi di produzione di farmaci. D'ora in poi l'integrazione della biocatalisi nei processi industriali è considerata vitale per raggiungere sviluppi sostenibili. Inoltre, crescono le spese di ricerca e sviluppo e le partnership formate dalle aziende biotecnologiche con risoluzioni accademiche per ampliare il mercato. Parlando ulteriormente dell'aumento dell'utilizzo di tecnologie ecocompatibili nelle industrie, devo dire che la domanda di biocatalizzatori; continuerà a rimanere costante affinché lo sviluppo di questo settore sia sostenuto e migliorato.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19

L'aumento della domanda di prodotti farmaceutici stimolerà significativamente la crescita del mercato

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori che ha registrato una domanda superiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

La pandemia di COVID-19, che si è verificata con un picco nel consumo di prodotti farmaceutici a livello globale, è stata quindi contrassegnata da un aumento dell'uso di biocatalizzatori nella produzione di farmaci. La biocatalisi è stata la piattaforma per la produzione di antivirali e vaccini ecologici ed efficienti sotto il profilo delle risorse. È stata inoltre aumentata la spesa in ricerca e sviluppo nel tentativo di scoprire nuove applicazioni dei processi biocatalitici intesi al miglioramento dell'efficienza e all'eliminazione degli sprechi. Anche la necessità di uno sviluppo e di una produzione rapidi dei rimedi associati al COVID-19 ha avuto un ruolo nel far avanzare il settore della biocatalisi.

La pandemia ha aumentato la consapevolezza sulle preoccupazioni ambientali e c'è stato un enorme miglioramento nell'incorporazione della chimica verde e della biocatalisi in numerosi settori grazie all'efficienza della categoria nel fornire processi rispettosi dell'ambiente. Politiche governative favorevoli e politiche per la ricerca e lo sviluppo di biotecnologie e prodotti farmaceutici hanno creato buone opportunità di mercato per la biocatalisi nel contesto del vaccino e della terapia COVID-19. Si prevede che il mercato stimolerà la crescita del mercato Biocatalisi e biocatalizzatori a seguito della pandemia.

ULTIME TENDENZE

Integrazione con la biotecnologia e la biologia sintetica per stimolare la crescita del mercato

La fusione della biocatalisi con la biotecnologia e la biologia sintetica ha portato alla nascita di biocatalizzatori più sofisticati. Gli strumenti di biologia sintetica hanno costruito gli enzimi desiderati che non avrebbero potuto essere creati prima o utilizzati in precedenza a causa delle restrizioni della natura. L'aumento dell'efficienza di un enzima è sulla buona strada grazie ad alcuni nuovi metodi di ingegneria enzimatica incentrati sulla ricerca su come funzionano i biocatalizzatori. Le due tecniche generali dell'evoluzione diretta e della progettazione computazionale sono progettate per rendere esplicitamente gli enzimi più stabili, attivi e selettivi. Si prevede che questi ultimi sviluppi aumenteranno la quota di mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori. Si prevede che questi ultimi sviluppi aumenteranno la quota di mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori.

• Secondo il Rapporto sulla strategia sulla bioeconomia della Commissione europea (2022), oltre il 60% dei nuovi processi biocatalitici in Europa si concentra ora su applicazioni enzimatiche sostenibili per prodotti farmaceutici e biocarburanti.
• Secondo l'Environmental Protection Agency (EPA) degli Stati Uniti, dal 2020 quasi il 40% degli impianti di produzione chimica negli Stati Uniti ha integrato biocatalizzatori per ridurre al minimo i rifiuti pericolosi

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO BIOCATALISI E BIOCATALIZZATORI

Per tipo

In base alla tipologia, il mercato globale può essere classificato in idrolasi, ossidoriduttasi, transferasi e altri.

• Idrolasi: le idrolasi sono altri enzimi che rompono i legami chimici dei substrati aggiungendo acqua in modo da dividere i legami. Viene utilizzato nella lavorazione alimentare grazie alla sua capacità di trasformare prodotti lattiero-caseari o amido e nei prodotti farmaceutici per la produzione di farmaci e la sintesi di biocarburanti e biopolimeri grazie alla sua proprietà di scomporre biomolecole complesse.

• Ossidoreduttasi: le ossidoriduttasi sono una classe di enzimi che catalizzano le reazioni di ossidoriduzione. La funzione generale di un'ossidoreduttasi è quella di trasferire elettroni da una molecola donatrice di elettroni a un'altra molecola accettore di elettroni. Questi enzimi sono importanti nella preparazione di sostanze enantiomericamente pure utilizzate come pillole nell'analisi volumetrica e nella sintesi di composti otticamente energetici, biosensori, biorisanamento ambientale e rimedi per le acque reflue perché possono modificare gli stadi di ossidazione di molti substrati.

• Transferasi: Le transferasi implicano il trasferimento di un gruppo o di un'unità organizzativa da una molecola a un'altra; per esempio, il gruppo metile, glicosile o fosforile. Tali reagenti sono ampiamente utilizzati nella preparazione di antibiotici, nella glicosilazione di ingredienti farmaceutici attivi e nella biochimica delle industrie alimentari e agricole dove sono richiesti per la protezione e l'ingegneria delle biomolecole in termini di funzionalità attraverso la chimica di funzionalizzazione/diversificazione.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in Alimenti e bevande,PuliziaAgenti, Agricoltura e Mangimi,BiocarburanteProduzione, prodotti biofarmaceutici e altri.

• Alimenti e bevande: i biocatalizzatori migliorano la conversione delle sostanze chimiche in prodotti più solubili e reattivi, sicuri negli alimenti e nelle bevande, migliorando così la qualità e prolungando la durata di conservazione e la consistenza dei pasti e delle bevande. Catalizzano processi di fermentazione, modificazione del gusto, metabolismo dei carboidrati complessi. Le principali aree di applicazione includono la produzione della birra, la lavorazione del latte e il processo di produzione dello sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio.

• Agenti detergenti: nel campo della pulizia, biocatalizzatori come proteasi, lipasi e amilasi sono incorporati nei detergenti e nei prodotti detergenti per scomporre le proteine, i grassi e gli amidi attaccati alla superficie. Ciò migliora la rimozione delle macchie e l'efficienza complessiva della pulizia. Svolgono un ruolo importante nel ridurre l'inquinamento ambientale attraverso l'uso di sostanze chimiche alternative ecocompatibili, che in effetti migliorano la biodegradabilità e riducono gli effetti ambientali.

• Agricoltura e mangimi: i biocatalizzatori vengono utilizzati nel settore ambientale per ottenere un suolo sostenibile, garantire un buon ambiente di crescita per le piante e abbreviare il tempo del ciclo rilasciando i nutrienti e controllando i parassiti che altrimenti causerebbero la perdita del raccolto. L'approccio basato sugli enzimi alla nutrizione animale, ad esempio fitasi e proteasi, aumenta la digeribilità del mangime e di conseguenza si nota un migliore assorbimento dei nutrienti e un miglioramento delle prestazioni del bestiame.

• Produzione di biocarburanti: nel corso della produzione di biocarburanti, queste biomasse vengono scomposte in etanolo e biodiesel (fonti di bioenergia) da enzimi come cellulasi e lipasi. Catalizzare l'effettiva scomposizione dei materiali vegetali e degli oli in risorse energetiche sostenibili, consentendo loro di emergere e ridurre la dipendenza del mondo dai combustibili fossili.

• Prodotti biofarmaceutici: la biocatalisi è una parte essenziale dell'industria farmaceutica perché costituisce la leva per la sintesi di farmaci complessi e fornisce la molecola del farmaco in uscita che può essere altamente specifica e performante. Gli enzimi saranno in grado di fornirli producendo ingredienti farmaceutici attivi (API), migliorando le formulazioni dei farmaci ed espandendo i prodotti biofarmaceutici come proteine ​​terapeutiche e anticorpi.

FATTORI DRIVER

La domanda nell'industria farmaceutica per rilanciare il mercato

I progressi nell'ingegneria enzimatica e nella biologia sintetica stanno migliorando le prestazioni catalitiche, la robustezza e la selettività delle proteine ​​catalitiche. L'approccio contemporaneo ai biocatalizzatori comprende l'evoluzione diretta, l'ingegneria enzimatica e la simulazione computazionale degli enzimi che portano a biocatalizzatori migliorati. Un motivo che contribuisce a ciò è il fatto che nell'industria farmaceutica esiste una forte domanda di vie potenti e altamente selettive per sintetizzare molecole complesse. La biocatalisi consente inoltre di sintetizzare API con elevata enantioselettività e regioselettività, che possono rivestire un'importanza significativa nella preparazione di un farmaco.

Collaborazioni e partnership industriali per espandere il mercato

Sfruttare la biotecnologia e metterla in pratica richiede una sinergia tra industrie, centri di ricerca intensivi e istituzioni accademiche e questo è evidente dalle crescenti alleanze strategiche comuni nella commercializzazione dei processi biocatalitici. Tutte queste partnership aiutano nella condivisione delle conoscenze e delle risorse e anche nell'applicazione delle tecnologie. Anche la disponibilità di politiche governative e quadri normativi di sostegno all'implementazione della chimica verde e delle sue pratiche come la biocatalisi sta dando impulso al mercato. Altri fattori trainanti del mercato includono incentivi e finanziamenti messi in atto anche per la ricerca e lo sviluppo su questo argomento. Si prevede che questi fattori determineranno la quota di mercato della biocatalisi e biocatalizzatori.

• Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (IEA), la biocatalisi ha contribuito a ridurre le emissioni di CO₂ fino al 50% in alcune reazioni chimiche industriali rispetto ai catalizzatori convenzionali.
• L'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) rileva che nel 2022 sono stati brevettati a livello globale oltre 1.200 nuovi enzimi industriali, evidenziando una rapida attività di ricerca e sviluppo nei biocatalizzatori.

FATTORE LIMITANTE

Sfide tecniche che potrebbero ostacolare la crescita del mercato

È noto che gli enzimi funzionano al meglio con parametri ottimizzati come; pH, temperatura e concentrazione del substrato. Tuttavia, è difficile realizzare queste condizioni su scala industriale, il che può limitare lo sviluppo della biocatalisi in alcuni processi. Gli enzimi microbici possono o meno essere altamente selettivi e possono funzionare in modo ottimale con un'ampia gamma di substrati o averne di molto limitati. Questa limitata specificità del substrato può limitare la versatilità di alcuni biocatalizzatori nelle varie industrie che ne hanno bisogno, richiedendo così lo sviluppo di enzimi nuovi o migliorati. Si prevede che i fattori ostacoleranno la crescita del mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori.

• Secondo l'Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA), oltre il 70% dei prodotti a base di enzimi deve affrontare tempi di approvazione prolungati a causa dei complessi requisiti normativi dell'UE.
• La Small Business Administration (SBA) statunitense riporta che solo il 35% delle piccole e medie imprese del settore chimico hanno adottato processi biocatalitici a causa della mancanza di know-how tecnico.
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APPROFONDIMENTI REGIONALI SUL MERCATO DELLA BIOCATALISI E DEI BIOCATALIZZATORI

Il Nord America domina il mercato con infrastrutture avanzate di ricerca e sviluppo e forti settori biotecnologici

Il mercato è segmentato principalmente in Europa, America Latina, Asia Pacifico, Nord America, Medio Oriente e Africa.

Il Nord America, in particolare gli Stati Uniti, dispone di una base di ricerca e sviluppo chiaramente sviluppata. La ricerca sulla biocatalisi è la ricerca di catalizzatori biologici più efficaci per applicazioni pratiche nell'industria ed è guidata da importanti società biotecnologiche, istituzioni accademiche e organizzazioni di ricerca. La regione ospita un'industria biotecnologica e farmaceutica ben sviluppata che impiega la biocatalisi nella sintesi di API, intermedi farmaceutici e altre molecole stereo-selettive e regio-selettive. Tra i fattori che modellano il mercato dei biocatalanti, la maggiore domanda di prodotti come i catalizzatori nella produzione e nello sviluppo di farmaci è uno dei più influenti. Alcune delle principali fonti di sostegno includono istituzioni federali con sede in Nord America come il NIH e la NSF che offrono un supporto significativo alla ricerca nel campo della biotecnologia e della biocatalisi. Tale sostegno è determinante nello sviluppo di nuove applicazioni dei processi biocatalitici e nella creazione di nuovi strumenti.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE

I principali attori si concentrano sulle partnership per ottenere un vantaggio competitivo

Il mercato della biocatalisi e dei biocatalizzatori è significativamente influenzato dai principali attori del settore che svolgono un ruolo fondamentale nel guidare le dinamiche del mercato e nel modellare le preferenze dei consumatori. Questi attori chiave possiedono estese reti di vendita al dettaglio e piattaforme online, fornendo ai consumatori un facile accesso a un'ampia varietà di opzioni. La loro forte presenza globale e il riconoscimento del marchio hanno contribuito ad aumentare la fiducia e la lealtà dei consumatori, favorendo l'adozione del prodotto. Inoltre, questi giganti del settore investono continuamente in ricerca e sviluppo, materiali e funzionalità intelligenti nella biocatalisi e nei biocatalizzatori, soddisfacendo le esigenze e le preferenze dei consumatori in evoluzione. Gli sforzi collettivi di questi importanti attori hanno un impatto significativo sul panorama competitivo e sulla futura traiettoria del mercato.

• DuPont: Secondo il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), le soluzioni a base di enzimi di DuPont hanno contribuito a ridurre il consumo di acqua del 15% negli impianti di lavorazione dell'amido.
• Codexis: secondo la Food and Drug Administration (FDA) statunitense, gli enzimi ingegnerizzati di Codexis sono stati utilizzati in oltre 50 sintesi di ingredienti farmaceutici attivi (API) approvate negli ultimi cinque anni.

Elenco delle principali aziende di biocatalisi e biocatalizzatori

• DuPont [U.S.]
• Codexis [U.S.]
• Chr. Hansen [Denmark]
• Dyadic [U.S.]
• Royal DSM [Netherlands]

SVILUPPO INDUSTRIALE

Aprile 2023:Viviant™ è una formulazione enzimatica di alto valore già sviluppata da Novozymes appositamente per il settore della produzione di biocarburanti. Promuove la degradazione dei polisaccaridi ad alto peso molecolare presenti nella biomassa che a loro volta aumentano la produzione di etanolo e l'intero processo. Questo prodotto innovativo soddisfa uno dei requisiti di sostenibilità ambientale riducendo al minimo l'uso di combustibili fossili nella produzione di biocarburanti sostenibili.

COPERTURA DEL RAPPORTO

Lo studio comprende un'analisi SWOT completa e fornisce approfondimenti sugli sviluppi futuri del mercato. Esamina vari fattori che contribuiscono alla crescita del mercato, esplorando un'ampia gamma di categorie di mercato e potenziali applicazioni che potrebbero influenzarne la traiettoria nei prossimi anni. L'analisi tiene conto sia delle tendenze attuali che dei punti di svolta storici, fornendo una comprensione olistica delle componenti del mercato e identificando potenziali aree di crescita.

Il rapporto di ricerca approfondisce la segmentazione del mercato, utilizzando metodi di ricerca sia qualitativi che quantitativi per fornire un'analisi approfondita. Valuta inoltre l'impatto delle prospettive finanziarie e strategiche sul mercato. Inoltre, il rapporto presenta valutazioni nazionali e regionali, considerando le forze dominanti della domanda e dell'offerta che influenzano la crescita del mercato. Il panorama competitivo è meticolosamente dettagliato, comprese le quote di mercato dei principali concorrenti. Il rapporto incorpora nuove metodologie di ricerca e strategie dei giocatori su misura per il periodo di tempo previsto. Nel complesso, offre approfondimenti preziosi e completi sulle dinamiche del mercato in modo formale e facilmente comprensibile.