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Dinámica del mercado

Impulsor: creciente demanda de biocombustibles debido a preocupaciones sobre sostenibilidad ambiental y seguridad energética

El consumo mundial de biocombustibles ha experimentado una tendencia creciente, ya que la necesidad de fuentes de energía limpia y seguridad energética ha llevado a los países a buscar alternativas en el mercado de las enzimas. La producción de briquetas de petróleo, registrada en 2023, alcanzó los 1.500 millones de barriles, según la Agencia Internacional de Energía, lo que confirma que los biocombustibles son la solución para las necesidades energéticas mundiales. Las enzimas actúan como catalizadores en la producción de biocombustibles, especialmente en la hidrólisis de la biomasa para obtener azúcares fermentables. Solo Estados Unidos ha invertido 15.000 millones de dólares en investigación y desarrollo de biocombustibles, siendo las enzimas un componente fundamental de estas innovaciones. Se ha informado del uso de enzimas en más de 400 plantas de producción de bioetanol en Brasil, uno de los mayores productores de bioetanol.

En el XIV Plan Quinquenal, China anunció el ambicioso objetivo de alcanzar los 20 millones de toneladas de producción y consumo de bioetanol para 2025, impulsando la tecnología enzimática para tal fin. Además, la Directiva de Energías Renovables de la Unión Europea establece que se deben utilizar 40 millones de toneladas de biomasa para 2030, lo que implica una gran proporción de procesos enzimáticos. El mercado de enzimas, en particular las celulosas y las lipasas, ha crecido en más de 10 millones de unidades gracias a su aplicación en la producción de biocombustibles. India, que cuenta con todas las capacidades para ser el mercado de biocombustibles de más rápido crecimiento, informó sobre 200 nuevos proyectos destinados al desarrollo de enzimas para bioetanol.

Las políticas conservadoras en el uso de combustibles fósiles, así como la reducción de gases de efecto invernadero, son una razón consistente para consolidar el sector de los biocombustibles. Las enzimas representan una conversión más rentable de biomasa a potenciales energéticos que merecen consideración. El mercado de enzimas para biocombustibles alcanzó los 2000 millones de dólares en 2023 y se espera que aumente a 3000 millones de dólares para 2026. Más de 50 países también han adoptado políticas de biocombustibles, lo que ha evidenciado la gran contribución de diferentes enzimas al logro de estos objetivos de sostenibilidad. El uso de enzimas en los procesos de producción de biocombustibles contribuye a mejorar el rendimiento y a contrarrestar la dependencia energética y la degradación ambiental.

Tendencia: Expansión de las aplicaciones de enzimas en productos farmacéuticos para el desarrollo y producción de fármacos

La creciente fusión entre la biología y la química da pie a la introducción de enzimas catalíticas en el sector farmacéutico. El mercado mundial de enzimas farmacéuticas se valoró en 5,5 millones de dólares en 2023, siendo los antibióticos y antivirales los principales contribuyentes. Las proteasas y lipasas se han convertido en enzimas industriales que permiten la síntesis de moléculas farmacológicas complejas, acortando el proceso de 2 meses a aproximadamente 200 horas por lote. El complemento enzimático, también en forma de sistemas de administración de enzimas, obtuvo la aprobación regulatoria para 35 nuevos fármacos este año. La biocatálisis, en la que se utilizan enzimas para catalizar reacciones, se ha incorporado a más de 400 procesos de fabricación de fármacos en todo el mundo. Los Institutos Nacionales de la Salud informaron de una financiación anual de 800 millones de dólares para el mecanismo de guerra enzimática. Décadas de desarrollo de moléculas farmacológicas mediante la aplicación de técnicas de ingeniería enzimática han dado lugar a la aparición de mejores fármacos con menos efectos secundarios y a la reversión de más de 100 ensayos clínicos que utilizan la administración de fármacos basada en enzimas, que están en curso. Japón ocupa el primer lugar en tecnología visceral enzimática en el mercado mundial de enzimas, con 150 compañías farmacéuticas que emplean el uso de enzimas en su I+D.

El aumento en el uso de enzimas también se debe a las innovaciones en tecnología genética para la fabricación de nuevas enzimas que participan en la síntesis de fármacos, lo que permite una síntesis más eficaz. En 2023, la industria introdujo más de 50 nuevas variantes de enzimas con fines farmacéuticos, lo que mejoró el desarrollo de fármacos en términos de complejidad y cantidad. La Agencia Europea de Medicamentos aprobó un total de 20 nuevos productos biofarmacéuticos que utilizan enzimas para el tratamiento de diversas afecciones médicas. Además, talleres de todo el mundo adquirieron mil inmunoensayos enzimáticos de flujo lateral para el diagnóstico de enfermedades. Este crecimiento no solo fomenta la eficiencia de los fármacos, sino que también impulsa la búsqueda de métodos de producción más limpios y sostenibles por parte de la industria farmacéutica.

Desafío: La competencia de las alternativas sintéticas y la disponibilidad fluctuante de materia prima impactan la producción

El crecimiento del mercado de enzimas se enfrenta al fuerte impacto de los sustitutos sintéticos y a la impredecible disponibilidad de materias primas para su producción, lo que determina dicho crecimiento. En 2023, también se observó el surgimiento de la biología sintética, que ha dado lugar a más de 200 nuevos catalizadores sintéticos que sustituyen a las enzimas naturales. Estas medidas tienden a ser más estables y económicas que los productos convencionales, lo que dificulta enormemente la labor de los productores tradicionales de enzimas. El mercado mundial de producción de enzimas también se vio afectado por la interrupción del suministro, con casi 500 toneladas de materiales críticos interrumpidas solo este año. El maíz y la soja, las principales materias primas utilizadas para la producción de enzimas, ahora tienen un precio adicional de veinte dólares por tonelada, ya que el precio anterior resultó ser inferior al habitual. Esto ha provocado un aumento del 15% en la producción y venta de enzimas, según la Asociación Técnica de Enzimas. Se han producido interrupciones en la cadena de suministro debido a la crisis política, lo que ha afectado a la disponibilidad de ingredientes clave como la caña de azúcar y el aceite de palma. Como resultado, más de 100 fabricantes de enzimas han informado que han estado buscando materias primas alternativas para evitar riesgos de suministro.

Estas empresas se enfrentan a una mayor competencia por parte de las alternativas sintéticas derivadas del desarrollo de catalizadores químicos, cuyo mercado alcanzó los 1000 millones de dólares en 2023. Al exponerse a condiciones extremas durante su uso, estas opciones tienden a ser más eficientes que las enzimas en aplicaciones industriales. Para afrontar estos retos, el mercado de enzimas ha invertido 500 millones de dólares en mejorar su estabilidad y eficacia. 50 empresas que colaboran con Biogate participan en una tarea aparentemente imposible: la creación de enzimas híbridas que puedan competir con los catalizadores sintéticos. Sin embargo, la industria enzimática se encuentra en una situación difícil debido a la alta volatilidad de las materias primas y los sustitutos sintéticos, sumada a la competencia en el mercado para mantener y ofrecer soluciones sostenibles.

Análisis segmentario 

Por tipo 

Según el tipo, la carbohidrasa lidera el mercado de enzimas con una participación en los ingresos cercana al 37%. Entre todas las enzimas de la industria, las carbohidrasas, más específicamente las amilasas y las celulasas, han alcanzado una participación notable como segmento de ingresos, ya que se utilizan en diversas industrias. En el sector de alimentos y bebidas, las enzimas de carbohidratos se utilizan en la elaboración de cerveza, panadería, entre otras industrias, y en la producción de jarabes. Solo en el año 2023, el sector mundial de la panadería consumió aproximadamente 1,2 millones de toneladas métricas de carbohidrasas para mejorar la calidad de la masa y prolongar su vida útil. En cuanto a la producción de cerveza, se utilizaron más de 800.000 toneladas métricas de carbohidrasas para asegurar la fermentación y realzar el sabor de la cerveza. La industria de procesamiento del almidón tiene un interés similar, ya que la síntesis de azúcares más simples a partir de almidones mediante carbohidrasas ha registrado un consumo casi mundial de aproximadamente dos millones de toneladas de estas enzimas. Además, a medida que aumenta el consumo mundial de biocombustibles, también aumenta la aplicación de celulasas: cada año se producen más de 1.500 millones de litros de bioetanol con la ayuda de la carbohidrasa.

Además de los sectores de alimentación y bebidas, los mercados textiles y de detergentes siguen siendo algunos de los principales consumidores de carbohidrasa en el mercado de enzimas. Según un informe sobre el uso industrial de enzimas publicado en 2023, la fabricación de textiles consistió en alrededor de 600.000 toneladas métricas de estas enzimas para procesos de suavizado y biopolarización de telas, que mejoran la calidad de las telas y las hacen más duraderas. En un esfuerzo por ser más sostenibles y eficaces en sus estrategias de limpieza, la industria de detergentes incorporó aproximadamente 500.000 toneladas métricas de carbohidrasa en sus productos para combatir las manchas de carbohidratos. La industria del papel y la pulpa también se beneficia de estas enzimas, utilizando alrededor de 400.000 toneladas métricas para mejorar el procesamiento de la pulpa y la calidad del papel. Además, el sector de la alimentación animal también se beneficia de la carbohidrasa cuando se añade a la materia prima (aproximadamente 700.000 toneladas métricas) para mejorar la digestibilidad de la materia prima y, por consiguiente, la eficiencia general en términos de crecimiento animal. Este amplio y variado grado de utilización también explica en parte la razón por la que la carbohidrasa sigue siendo relevante en el mercado de enzimas y, a medida que aumenta la demanda de enzimas, se anticipa que la competencia por la carbohidrasa aumentará aún más.

Por fuente

Se ha demostrado ampliamente que los microorganismos son fuentes potenciales de enzimas y su importancia en el mercado de enzimas es significativa, ya que actualmente representan más del 79,2 % de la cuota de mercado. Esto se debe a su excepcional capacidad para producir una gran cantidad de enzimas que desempeñan diferentes funciones. Gracias a su capacidad para sobrevivir en diferentes entornos y a sus altas tasas de crecimiento, son excelentes candidatos para la producción de enzimas industriales. Sin embargo, en 2023, el mercado global está experimentando una rápida transición hacia las enzimas basadas en microorganismos, ya que son económicas y fáciles de modificar genéticamente con métodos de producción respetuosos con el medio ambiente. La naturaleza eucariota de sus células permite la producción de grandes cantidades de enzimas, como amilasas, proteasas y lipasas, que pueden emplearse para diversos fines, como las industrias de alimentos, bebidas, farmacéutica y biocombustibles. En 2023, la producción mundial total de enzimas fue de 120 millones de toneladas, de las cuales 85 millones fueron aportadas por microorganismos. El mercado de enzimas por aplicación en alimentos y bebidas registró 40 millones de toneladas, y la tendencia continuará a medida que aumente el uso de fuentes microbianas en el procesamiento y conservación de alimentos.

La proyección de demanda de enzimas de microorganismos está creciendo a medida que las industrias buscan procesos más ecológicos y rentables. Según el corresponsal, en 2023, el mercado mundial de enzimas se valoró en 12 mil millones de dólares, de los cuales 9 mil millones estaban relacionados con enzimas centradas en microorganismos. Esto se debe en parte al desarrollo del biosector, que invirtió 3.500 millones de dólares estadounidenses solo en el desarrollo de enzimas microbianas. El sector farmacéutico gastó 25 millones de toneladas de enzimas microbianas en la formulación y el desarrollo de fármacos, lo cual es importante para la producción de compuestos farmacológicos eficaces. Además, el sector de los biocombustibles empleó 15 millones de toneladas de enzimas microbianas para mejorar los procesos de conversión de biomasa. Dado que la conciencia ecológica y la sostenibilidad ambiental se han convertido en factores clave para la mayoría de los consumidores, es improbable que la curva de crecimiento de la demanda de enzimas basadas en microorganismos se estabilice. Para finales de 2023, alrededor de 500 nuevas formulaciones enzimáticas derivadas de microorganismos se habían comercializado gracias al desarrollo continuo del mercado. A medida que las industrias buscan procesos más sostenibles y eficientes, aumentará la dependencia de enzimas basadas en microorganismos, lo que las hace vitales en las operaciones industriales actuales.

Por aplicación 

En términos de aplicación, el cuidado del hogar representa más del 23,4% del mercado total de enzimas. Las enzimas han ganado una notable aceptación en productos de cuidado del hogar, especialmente en los subsectores de la bioenergía, como biocombustibles, bioquímicos, biodiésel y biogás, que dependen de reacciones eficientes y sostenibles. El mercado de enzimas se da cuando hay procesos en la tecnología o práctica relevante que necesitan mejorar la eficiencia, se reducen los residuos y el uso de energía. Por ejemplo, la producción de biodiésel tiene enzimas que facilitan la transesterificación de grasas a ésteres metílicos de ácidos grasos, lo que disminuye la necesidad de productos químicos como aditivos. El mercado enzimático de biocombustibles es de aproximadamente $ 1.3 mil millones en el año 2023, con celulasas y amilasas en gran demanda porque ayudan a hidrolizar carbohidratos complejos en azúcares que pueden fermentarse en biocombustible de etanol. De la misma manera, la industria que desarrolla biogás también ha comenzado recientemente a emplear enzimas para ayudar a la digestión de materia orgánica, y se prevé que el mercado mundial total alcance los 9.700 millones de dólares para el año 2025.

Se cree que las enzimas desempeñarán un papel aún más importante en el cuidado del hogar en el futuro debido a la disminución de los costos de producción y las mejoras en la estabilidad y la actividad de las enzimas. El desarrollo de la ingeniería de proteínas y la biología sintética conducirá a la producción de variantes de enzimas diseñadas para tareas específicas, aumentando su eficiencia y ampliando su aplicación a los bioplásticos y la bioquímica fina. Se espera que el mercado de enzimas en la bioenergía crezca hasta los 2.500 millones de dólares para el año 2030. Además, las enzimas contribuyen significativamente a la reducción de los impactos ambientales, donde la integración transversal de biocombustibles puede potencialmente eliminar al menos 50 millones de toneladas de emisiones de CO2 cada año en todo el sector de los biocombustibles. En los últimos años se ha presenciado una inversión global de 300.000 millones de dólares en el sector de las tecnologías de energías renovables; por lo tanto, se espera que la aplicación de enzimas en estos ámbitos se amplíe debido a las demandas regulatorias de sostenibilidad y la demanda de productos ecológicos por parte de los consumidores. Por lo tanto, se puede anticipar que las enzimas conducirán a innovaciones en las prácticas de cuidado del hogar que sean sostenibles.

Por tipo de reacción 

Según el tipo de reacción, la reacción hidrolasa lidera el mercado de enzimas, generando más del 75,9% de los ingresos. Las enzimas son fundamentales para facilitar las reacciones hidrolasa, ya que pueden descomponer fácilmente moléculas complejas en moléculas más simples con el uso de agua. Este aspecto natural se ajusta a la creciente tendencia hacia alternativas más ecológicas y respetuosas con el medio ambiente en diferentes sectores. El mercado global también se sustenta en la necesidad de reacciones bioquímicas rápidas, en las que las hidrolasas se utilizan considerablemente en las industrias de alimentos y bebidas, farmacéutica y biocombustibles. La demanda de hidrolasas se ve impulsada por sus amplias aplicaciones para mejorar la calidad y el rendimiento operativo de los productos. Por ejemplo, el sector alimentario depende de las hidrolasas para la producción de queso, la lactasa de yogur para hidrolizar la lactosa en productos sin lactosa y en los procesos de elaboración de cerveza. Para 2023, la industria alimentaria logró incorporar enzimas en la producción de más de 150 millones de toneladas de productos lácteos a escala mundial.

Los principales usuarios finales de las reacciones de hidrolasa en el mercado de enzimas abarcan diversas industrias, incluyendo el sector farmacéutico, que utilizó enzimas en la síntesis de más de 200 nuevos fármacos en 2023. La industria textil aún se beneficia de las hidrolasas en el tratamiento y acabado de 90 mil millones de metros cuadrados de telas, mejorando sus procesos de suavizado y biopulido. Además, debido a la necesidad de biocombustibles, las hidrolasas se han utilizado en la fabricación de 40 mil millones de litros de bioetanol. Gran parte del crecimiento en la demanda de reacciones de hidrolasa se debe a su lado más ecológico, que incluye una menor generación de residuos químicos y un menor consumo de energía, en consonancia con el objetivo de desarrollo sostenible. Además, la valorización de los citocromos P450 en el sector del cuidado personal se está convirtiendo en una tendencia debido a que una enzima hidrolasa que contiene más de 500 nuevos productos para el cuidado de la piel, formada en 2023, estará activa.

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Análisis regional 

Norteamérica lidera el mercado de enzimas, generando más del 38% de los ingresos del mercado global. Su liderazgo se sustenta principalmente en el progreso tecnológico y la alta demanda de las industrias relacionadas con las biociencias, como la farmacéutica, la de alimentos y bebidas, y la de biocombustibles. Estados Unidos lidera la región, reconocido mundialmente en la industria biotecnológica y farmacéutica. Los datos estiman que la industria biotecnológica estadounidense tiene un valor aproximado de 2 billones de dólares estadounidenses, lo que crea una excelente oportunidad para el uso del mercado de enzimas. Además, se estima que la industria de alimentos y bebidas en Norteamérica, con un valor aproximado de 1,8 billones de dólares estadounidenses, tiende a consumir más enzimas para el procesamiento y la conservación de alimentos. La creciente aceptación de las comidas procesadas y listas para consumir por parte de los consumidores contribuye a un mayor consumo de enzimas. 

Además, el mercado de biocombustibles en Estados Unidos, que genera aproximadamente 15 mil millones de galones de etanol al año, emplea principalmente enzimas para la optimización de la producción in situ. El mercado de enzimas del país también se beneficia de una alta infraestructura de I+D, ya que más del 70 % de las patentes de enzimas son presentadas por industrias norteamericanas. Esta región también alberga muchas operaciones de Novozymes, DuPont y BASF, lo que mantiene su dominio en el mercado mencionado. Además, el sistema de salud avanzado promueve el uso de enzimas en diagnóstico y terapia, cuyo mercado se estima en alrededor de US$ 3 billones. Además, la asistencia financiera de agencias gubernamentales en forma de subvenciones e implementación de medidas proactivas aumenta los niveles de investigación, desarrollo y comercialización de productos, lo que refuerza aún más la posición de América del Norte.

En términos de consumo de enzimas, Europa es el segundo mayor mercado de enzimas, impulsado por su fuerte transición hacia prácticas de sostenibilidad y nuevas tecnologías, después de Norteamérica. El enfoque actual de la Unión respecto al uso de productos químicos ha acelerado el uso de enzimas ecológicas, especialmente en áreas como detergentes y productos de limpieza, con un valor aproximado de 40 000 millones de euros. La región también se enorgullece de ser el principal usuario de enzimas industriales, siendo Alemania, Francia y el Reino Unido los tres principales países. El mercado farmacéutico europeo, con un valor de más de 300 000 millones de euros, depende cada vez más del uso de enzimas en los procesos de formulación y producción de fármacos. El presupuesto específico para este trabajo adicional proviene principalmente del programa Horizonte Europa de la UE, con un presupuesto total de 95 500 millones de euros dedicados a investigación e innovación, que abarca trabajos relacionados con enzimas con la promesa de una futura expansión tecnológica y del mercado.

Principales actores del mercado mundial de enzimas

• AB Enzymes GmbH
• Adisseo
• Tecnologías enzimáticas avanzadas
• Enzima Amano, Inc.
• Alimentos británicos asociados Plc
• BASF SE
• Chr. Hansen Holding A/S
• Codexis, Inc.
• DSM
• DuPont de Nemours, Inc.
• F. Hoffmann-La Roche Ltd.
• Koninklijke DSM NV.
• Novozymes A/S
• Novus Internacional
• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado:

Por tipo

• Proteasa
• Carbohidrasa
• Lipasa
• Polimerasa y nucleasa
• Otros

Por fuente

• Microorganismos
• Plantas
• Animales

Por tipo de reacción

• Hidrolasa
• Oxidorreductasa
• Transferasa
• Liasa
• Otros

Por aplicación

• Alimentos y bebidas
• Cuidado del hogar
  • Bioenergía
  • Biocombustibles
  • productos bioquímicos
  • Biodiésel
  • Biogás
  • Otros
• Farmacéutica y Biotecnología
• Alimentar
• Textiles
• Pulpa y papel
• Detergente
• Nutracéutico
• Cuidado personal y cosméticos
• Otros

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos.
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa Occidental
    • Reino Unido.
    • Alemania
    • Francia
    • España
    • Italia
    • Resto de Europa Occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Australia y Nueva Zelanda
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Oriente Medio y África (MEA)
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica