Mercado de biotecnología blanca: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por producto (biocombustibles, bioquímicos, biopolímeros), por aplicación (bioenergía, aditivos para alimentos y piensos, ingredientes farmacéuticos, productos para el cuidado personal y el hogar, otros), por región y competencia, 2019-2029F

Descripción general del mercado

El mercado global de biotecnología blanca se valoró en USD 200,48 mil millones en 2023 y se anticipa que proyectará un crecimiento constante en el período de pronóstico con una CAGR del 8,77% hasta 2029. La biotecnología blanca, también conocida como biotecnología industrial o biotecnología, está revolucionando diversas industrias al aprovechar los procesos biológicos para desarrollar productos, procesos y fuentes de energía sostenibles. A diferencia de la biotecnología tradicional centrada en la atención médica y los productos farmacéuticos, la biotecnología blanca se dirige a aplicaciones industriales, ofreciendo alternativas respetuosas con el medio ambiente a los procesos químicos convencionales. Este floreciente mercado está preparado para un crecimiento significativo, impulsado por una mayor conciencia ambiental, apoyo regulatorio y avances tecnológicos.

El alcance de la biotecnología blanca abarca varios sectores, incluidos la agricultura, alimentos y bebidas, biocombustibles, productos químicos, textiles y gestión de residuos. En la agricultura, los biopesticidas y bioestimulantes derivados de fuentes naturales mejoran el rendimiento de los cultivos al tiempo que reducen el impacto ambiental. En la producción de alimentos, las enzimas y los cultivos microbianos mejoran la eficiencia del procesamiento y la calidad del producto. Los biocombustibles derivados de fuentes de biomasa renovables ofrecen alternativas sostenibles a los combustibles fósiles, lo que contribuye a la seguridad energética y los objetivos de reducción de carbono.

Un factor clave del mercado de la biotecnología blanca es su énfasis en la sostenibilidad. El uso de materias primas renovables, como residuos agrícolas y algas, minimiza la dependencia de recursos finitos y reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. Los procesos biotecnológicos generalmente operan en condiciones suaves, consumiendo menos energía y generando menos subproductos tóxicos en comparación con los métodos químicos tradicionales. Este enfoque ecológico tiene eco entre los consumidores, las empresas y los gobiernos que buscan alcanzar objetivos de sostenibilidad y mitigar el impacto ambiental.

Los avances en ingeniería genética, tecnologías de fermentación y optimización de vías metabólicas están acelerando el desarrollo y la comercialización de soluciones biotecnológicas. Las técnicas de cribado de alto rendimiento y el modelado computacional permiten el diseño y la optimización rápidos de enzimas y microorganismos para aplicaciones industriales específicas. Las biorrefinerías integradas, equipadas con equipos de bioprocesamiento de última generación, facilitan la conversión de biomasa en productos de valor agregado como biocombustibles, bioquímicos y biopolímeros.

El mercado mundial de biotecnología blanca está experimentando un crecimiento sólido, impulsado por el aumento de las inversiones de los gobiernos, los capitalistas de riesgo y las grandes corporaciones. Los gobiernos de todo el mundo están incentivando la investigación y el desarrollo en biotecnología a través de subvenciones, incentivos fiscales y apoyo regulatorio. Las empresas de capital de riesgo y los inversores de capital privado están financiando empresas emergentes y biotecnológicas innovadoras centradas en el desarrollo de plataformas de bioproducción escalables y tecnologías sostenibles.

A pesar de su promesa, el sector de la biotecnología blanca se enfrenta a desafíos como la escalabilidad, la competitividad de costos y las complejidades regulatorias. Ampliar los procesos biotecnológicos desde el laboratorio a la escala industrial requiere una inversión significativa en infraestructura y optimización de procesos. Lograr la paridad de costos con los procesos químicos tradicionales sigue siendo un obstáculo, aunque los avances tecnológicos en curso y las economías de escala están reduciendo los costos de producción.

Abundan las oportunidades para la innovación y la expansión del mercado en la biotecnología blanca. La colaboración entre las partes interesadas de la industria, el mundo académico y las instituciones de investigación es fundamental para superar las barreras técnicas, avanzar en la ingeniería de bioprocesos y comercializar nuevos bioproductos. A medida que se intensifica la demanda mundial de soluciones sostenibles, el mercado de la biotecnología blanca está preparado para desempeñar un papel fundamental en la conformación de un futuro más verde y sostenible para las industrias de todo el mundo.

Principales impulsores del mercado

Crecimiento en la industria alimentaria

La biotecnología blanca está revolucionando el procesamiento de alimentos mediante el uso de enzimas, cultivos microbianos e ingredientes de origen biológico. Las enzimas derivadas de fuentes naturales mejoran la eficiencia de los procesos de fabricación de alimentos al acelerar reacciones como la hidrólisis del almidón, la modificación de proteínas y la descomposición de lípidos. Estos biocatalizadores permiten a los fabricantes reducir los tiempos de procesamiento, optimizar la utilización de recursos y lograr mayores rendimientos sin comprometer la calidad del producto.

Las innovaciones biotecnológicas contribuyen a la mejora de la calidad del producto en la industria alimentaria. Por ejemplo, los cultivos microbianos se emplean en la fermentación de productos lácteos para producir yogur, queso y bebidas probióticas con los sabores, texturas y perfiles nutricionales deseados. Los ingredientes de origen biológico, como los colorantes, los sabores y los conservantes naturales derivados de procesos biotecnológicos, satisfacen las preferencias de los consumidores por productos de etiqueta limpia, al tiempo que garantizan la seguridad y la sostenibilidad.

El énfasis en la sostenibilidad es un factor importante en la adopción de la biotecnología blanca en el sector alimentario. Los procesos biotecnológicos utilizan materias primas renovables, como residuos agrícolas y biomasa microbiana, para producir ingredientes y aditivos de origen biológico. Estas alternativas sostenibles reducen la dependencia de recursos finitos, minimizan la generación de residuos y reducen la huella de carbono en comparación con los ingredientes y procesos tradicionales basados en productos químicos.

La biotecnología blanca desempeña un papel fundamental en los esfuerzos de biofortificación destinados a mejorar el valor nutricional de los productos alimenticios. A través de la ingeniería genética y la ingeniería metabólica, los investigadores desarrollan cultivos enriquecidos con vitaminas, minerales y antioxidantes esenciales para abordar los desafíos globales de la desnutrición. Los alimentos funcionales fortificados con compuestos bioactivos, probióticos y prebióticos ofrecen beneficios para la salud más allá de la nutrición básica, satisfaciendo la creciente demanda de productos orientados al bienestar.

El crecimiento de la industria alimentaria mundial impulsa la expansión del mercado de la biotecnología blanca. A medida que los fabricantes de alimentos buscan soluciones sostenibles para satisfacer la demanda de los consumidores de productos más saludables, seguros y responsables con el medio ambiente, aumentan las inversiones en investigación y desarrollo biotecnológico. Los gobiernos y los organismos reguladores apoyan estas iniciativas a través de programas de financiación, incentivos para la innovación y políticas que promueven prácticas agrícolas sostenibles.

En 2024, CFTRI ha comercializado con éxito tecnologías para panecillos y magdalenas estables en almacenamiento utilizando ingredientes naturales que actúan como conservantes antimicrobianos y antioxidantes. Estos avances se han transferido a dos empresas destacadas en el mercado mundial. Los muffins, también conocidos como cupcakes, suelen tener un alto contenido de agua y una vida útil corta, pero con esta tecnología, ahora se pueden almacenar durante 8 a 10 días sin la necesidad de conservantes tradicionales. De manera similar, el pan, que normalmente dura 2 a 3 días, se beneficia de conservantes naturales como antimicrobianos, antioxidantes, agentes quelantes, propionato de calcio o ácido sórbico. Estos ingredientes ayudan a mantener el color, el sabor y el contenido de nutrientes de los productos durante un período prolongado.

El cambio hacia los conservantes naturales está ganando terreno debido a su naturaleza no tóxica y sus efectos adversos mínimos. Esta tendencia refleja una creciente preferencia por métodos de conservación de alimentos más saludables. Los panes y muffins estables en almacenamiento de CFTRI, que utilizan conservantes naturales, previenen eficazmente el deterioro y garantizan que el pan mantenga un volumen deseable, una textura suave y permanezca libre de moho. En consecuencia, los muffins permanecen microbiológicamente seguros hasta tres semanas, mientras que el pan permanece libre de moho durante cinco días.

Crecimiento en la industria farmacéutica

El enfoque cada vez mayor del sector farmacéutico en la sostenibilidad, la eficiencia y la rentabilidad está impulsando la adopción de procesos biotecnológicos y productos de base biológica en toda la cadena de valor. La biotecnología ofrece a las compañías farmacéuticas oportunidades para mejorar los métodos de producción, reducir el impacto ambiental y mejorar la calidad y seguridad de los medicamentos. Las innovaciones biotecnológicas han revolucionado las técnicas de bioprocesamiento utilizadas en el desarrollo y la fabricación de fármacos. Se emplean enzimas y microorganismos para producir compuestos farmacéuticos complejos mediante procesos sostenibles y eficientes. Este enfoque no solo reduce la dependencia de la síntesis química tradicional, sino que también mejora el rendimiento, la pureza y la consistencia de los productos farmacéuticos. El uso de ingredientes de base biológica y API derivados de fuentes renovables está ganando terreno en las formulaciones farmacéuticas. Las materias primas de base biológica, como los azúcares y la biomasa derivados de plantas, se utilizan para producir componentes farmacéuticos esenciales, incluidos antibióticos, vacunas y productos biológicos. Este cambio hacia los ingredientes de base biológica respalda el objetivo de la industria de reducir la dependencia de los combustibles fósiles y minimizar la huella de carbono. Las crecientes presiones regulatorias y la demanda de los consumidores de productos sostenibles están obligando a las compañías farmacéuticas a adoptar tecnologías de base biológica. Los gobiernos de todo el mundo están implementando estrictas regulaciones ambientales y objetivos de sostenibilidad, lo que impulsa a los fabricantes farmacéuticos a explorar alternativas más ecológicas en sus procesos de producción. Las soluciones biotecnológicas ofrecen ventajas inherentes, como un menor consumo de energía, una menor generación de desechos y mejores perfiles de seguridad, en consonancia con los requisitos regulatorios y los objetivos de sostenibilidad.

Los avances biotecnológicos en fermentación, catálisis enzimática y bioprocesamiento permiten una producción rentable de productos farmacéuticos a gran escala. La mayor eficiencia en los procesos anteriores y posteriores se traduce en menores costos de producción y mejores márgenes de ganancia para las empresas farmacéuticas. Además, la escalabilidad de las plataformas biotecnológicas facilita el rápido desarrollo y comercialización de nuevos medicamentos, acelerando el tiempo de comercialización y mejorando la competitividad en la industria farmacéutica.

Las colaboraciones entre empresas de biotecnología, fabricantes farmacéuticos e instituciones académicas impulsan la innovación en biotecnología blanca. Los esfuerzos de investigación conjuntos se centran en el desarrollo de nuevos biocatalizadores, la optimización de las técnicas de producción y la exploración de nuevas aplicaciones para productos de base biológica en la administración y formulación de medicamentos. Estas asociaciones fomentan el intercambio de conocimientos, mitigan los riesgos tecnológicos y facilitan la expansión del mercado de productos farmacéuticos de base biológica a nivel mundial.

La convergencia de la biotecnología y los productos farmacéuticos está preparada para dar forma al futuro del descubrimiento y la producción de fármacos y la medicina personalizada. Las tecnologías emergentes, como la biología sintética y la edición genómica, son prometedoras para avanzar en las soluciones de base biológica y ampliar el repertorio de productos biofarmacéuticos. La inversión continua en I+D, el desarrollo de infraestructura y el apoyo regulatorio serán cruciales para aprovechar todo el potencial de la biotecnología blanca para abordar los desafíos de la atención médica y satisfacer de manera sostenible las demandas farmacéuticas globales.

Principales desafíos del mercado

Rendimiento y consistencia de los productos de base biológica

Los productos de base biológica, derivados de biomasa renovable como plantas, algas y microbios, ofrecen ventajas significativas sobre sus contrapartes derivadas del petróleo. A menudo son biodegradables, producen menos emisiones de gases de efecto invernadero durante la producción y se pueden adaptar para satisfacer las necesidades específicas del mercado. Sin embargo, garantizar un rendimiento y una calidad consistentes sigue siendo un desafío crítico en el mercado global de la biotecnología blanca.

La diversidad biológica de las materias primas utilizadas en la fabricación de productos de base biológica introduce variabilidad en la composición y la calidad. Factores como el clima, las condiciones del suelo y las variaciones genéticas pueden afectar las características de la biomasa, lo que afecta el rendimiento del producto. Los procesos biotecnológicos involucrados en la conversión de biomasa en productos valiosos pueden ser intrincados y sensibles a las condiciones ambientales. Las variaciones en la fermentación, las reacciones enzimáticas y el procesamiento posterior pueden influir en la consistencia del producto. Las expectativas del usuario final para los productos de base biológica a menudo reflejan las de las alternativas convencionales en términos de rendimiento, rentabilidad y confiabilidad. Satisfacer estas demandas requiere un riguroso control de calidad y optimización de los procesos de producción.

El empleo de técnicas analíticas sofisticadas como la espectroscopia, la cromatografía y la biología molecular permite el monitoreo en tiempo real de los parámetros del proceso y los atributos del producto. Este enfoque proactivo ayuda a mitigar la variabilidad y garantiza la consistencia de lote a lote. Los avances continuos en ingeniería genética y optimización de la ruta metabólica permiten el desarrollo de microorganismos y enzimas robustos adaptados para una conversión eficiente de la biomasa. El ajuste fino de estos sistemas biológicos mejora el rendimiento y la calidad del producto. La implementación de estrictos protocolos de control de calidad y el cumplimiento de estándares internacionales (como ASTM, ISO) garantiza que los productos de base biológica cumplan con los requisitos regulatorios y las expectativas de los clientes en diversas aplicaciones.

El mercado global de biotecnología blanca continúa expandiéndose, impulsado por una mayor conciencia ambiental, el apoyo regulatorio para prácticas sustentables y el cambio en las preferencias de los consumidores hacia productos ecológicos. Las innovaciones en tecnologías de bioprocesamiento, junto con asociaciones estratégicas en los sectores académico, industrial y gubernamental, están preparadas para superar los desafíos actuales y desbloquear nuevas oportunidades.

Tendencias clave del mercado

Biorremediación y gestión de residuos

La biorremediación implica el uso de microorganismos o plantas para degradar contaminantes en el suelo, el agua y el aire. Este enfoque natural aprovecha las capacidades metabólicas de los organismos vivos para desintoxicar sustancias peligrosas, transformándolas en compuestos menos dañinos o eliminándolas por completo del medio ambiente. A diferencia de los métodos de remediación tradicionales, que a menudo implican procedimientos costosos e invasivos, la biorremediación ofrece una alternativa rentable y respetuosa con el medio ambiente.

La aplicación de la biorremediación abarca diversos escenarios de contaminación, incluidos derrames de petróleo, vertederos de desechos industriales y escorrentías agrícolas. Los microorganismos como las bacterias, los hongos y las algas desempeñan un papel crucial en la descomposición de contaminantes como hidrocarburos, metales pesados, pesticidas y disolventes. Los avances en biotecnología han permitido la modificación genética de estos microorganismos para mejorar su eficacia y ampliar su aplicabilidad en condiciones ambientales difíciles.

Paralelamente, la biotecnología blanca está revolucionando las prácticas de gestión de residuos al convertir los residuos orgánicos en productos valiosos a través de procesos biológicos. Los residuos orgánicos, como los residuos agrícolas, los residuos alimentarios y los lodos de aguas residuales, pueden servir como materia prima para producir biocombustibles, bioplásticos, productos bioquímicos y biogás. Estos productos de base biológica ofrecen alternativas renovables a los equivalentes derivados de combustibles fósiles, lo que reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuye a los principios de la economía circular.

Las innovaciones biotecnológicas en la gestión de residuos incluyen la digestión anaeróbica, la fermentación y los tratamientos enzimáticos que descomponen la materia orgánica compleja en compuestos más simples. Esta transformación no solo mitiga los desafíos de la eliminación de residuos, sino que también genera beneficios económicos secundarios al producir bioenergía y bioproductos con valor comercial.

Varios factores están impulsando la adopción de soluciones de biorremediación y gestión de residuos dentro del mercado global de la biotecnología blanca. Las presiones regulatorias destinadas a reducir la contaminación ambiental y promover prácticas sostenibles obligan a las industrias a buscar tecnologías de remediación y tratamiento de residuos más limpias y eficientes. Los gobiernos de todo el mundo están implementando políticas que incentivan el uso de soluciones de base biológica, estimulando así el crecimiento del mercado y la innovación.

Además, la creciente conciencia pública y las iniciativas de sostenibilidad corporativa están fomentando la demanda de prácticas ambientalmente responsables en todas las industrias. Tanto los consumidores como las empresas están priorizando productos y tecnologías que minimizan el impacto ambiental y contribuyen a la conservación de los recursos.

Liderando esta iniciativa en conservación ambiental y minimización de residuos se encuentra HERA, una destacada empresa multiservicios con sede en Italia. HERA se dedica a mejorar la limpieza urbana a través de sistemas inteligentes de gestión de residuos, aprovechando tecnologías avanzadas para identificar y clasificar con precisión los residuos entrantes para su posible reutilización y recuperación.

En pos de este objetivo, HERA ha implementado una estrategia para capturar imágenes de video de los residuos entrantes y automatizar el proceso de identificación de residuos utilizando inteligencia artificial (IA). Para acelerar y agilizar el desarrollo de esta solución innovadora, HERA ha forjado una asociación estratégica con IBM. Juntos, están colaborando para desarrollar un sistema impulsado por IA que categoriza y gestiona de manera eficiente los residuos, promoviendo así prácticas sostenibles de gestión de residuos y minimizando el impacto ambiental.

Información segmentaria

Información del producto

Según el producto, los biocombustibles han surgido como el segmento de más rápido crecimiento en el mercado mundial de biotecnología blanca en 2023. Uno de los principales impulsores del crecimiento de los biocombustibles es su sostenibilidad ambiental. A diferencia de los combustibles fósiles, que contribuyen a la contaminación del aire y al cambio climático, los biocombustibles se derivan de fuentes de biomasa renovables, como residuos agrícolas, algas y cultivos energéticos dedicados. La producción y combustión de biocombustibles generalmente resultan en menores emisiones netas de gases de efecto invernadero, lo que los convierte en un componente clave de las estrategias para mitigar el cambio climático y lograr objetivos de neutralidad de carbono.

Los biocombustibles contribuyen a la seguridad energética al reducir la dependencia de los combustibles fósiles importados y los volátiles mercados mundiales del petróleo. Los países invierten en la producción nacional de biocombustibles para mejorar la independencia energética, estabilizar los precios del combustible y mitigar los riesgos geopolíticos asociados con las interrupciones del suministro de petróleo. Al diversificar las fuentes de energía, los biocombustibles fortalecen las carteras energéticas nacionales y promueven la resiliencia frente a los precios fluctuantes del petróleo y las tensiones geopolíticas.

Los avances en los procesos biotecnológicos han mejorado significativamente la eficiencia y la escalabilidad de la producción de biocombustibles. Las tecnologías de bioconversión, como la hidrólisis enzimática y la fermentación microbiana, transforman la biomasa en biocombustibles como el bioetanol, el biodiésel y el biocombustible para aviones. La ingeniería genética y la ingeniería metabólica permiten a los investigadores optimizar las cepas microbianas y las vías enzimáticas para lograr mayores rendimientos, una mejor tolerancia a las condiciones ambientales y una mayor eficiencia de producción.

Perspectivas de la aplicación

Según la aplicación, los ingredientes farmacéuticos han surgido como el segmento dominante en el mercado global de biotecnología blanca durante el período de pronóstico. Los ingredientes farmacéuticos de base biológica ofrecen claras ventajas sobre sus contrapartes tradicionales de base química, lo que contribuye a su adopción generalizada y dominio del mercado. Una ventaja clave es la sostenibilidad. Los ingredientes de origen biológico se derivan de fuentes de biomasa renovables, como plantas, algas y organismos microbianos, lo que reduce la dependencia de recursos fósiles finitos y minimiza el impacto ambiental. Esto se alinea con los objetivos de sostenibilidad globales y las iniciativas regulatorias destinadas a reducir la huella de carbono y promover prácticas de fabricación ecológicas en la industria farmacéutica.

Las innovaciones tecnológicas en bioprocesamiento han revolucionado la producción de ingredientes farmacéuticos. Las enzimas, los microorganismos y los biocatalizadores se utilizan en biorrefinerías para convertir la biomasa en compuestos farmacéuticos de alto valor a través de procesos sostenibles y eficientes. Las plataformas biotecnológicas ofrecen un control preciso sobre las reacciones químicas, lo que mejora el rendimiento, la pureza y la consistencia de los ingredientes de origen biológico en comparación con los métodos de síntesis tradicionales. Esta escalabilidad y confiabilidad respaldan la producción a gran escala de API (ingredientes farmacéuticos activos) y productos biofarmacéuticos, lo que satisface la demanda mundial de medicamentos innovadores.

Los estrictos estándares regulatorios y la demanda de los consumidores de productos seguros y sostenibles están impulsando a los fabricantes farmacéuticos a adoptar ingredientes de origen biológico. Las agencias reguladoras de todo el mundo están promoviendo cada vez más el uso de soluciones de base biológica a través de incentivos, subsidios y procesos de aprobación favorables. Los ingredientes farmacéuticos de base biológica a menudo exhiben perfiles de seguridad favorables, biodegradabilidad y menor toxicidad en comparación con sus contrapartes químicas, lo que facilita el cumplimiento normativo y la aceptación del mercado.

Perspectivas regionales

Según la región, América del Norte ha surgido como la región dominante en el mercado global de biotecnología blanca en 2023. América del Norte cuenta con universidades e instituciones de investigación de renombre mundial que fomentan la innovación en biotecnología. Estas instituciones sirven como centros para iniciativas innovadoras de investigación y desarrollo (I+D), impulsando el descubrimiento y la comercialización de nuevos productos y procesos de base biológica. La región atrae una inversión sustancial en nuevas empresas de biotecnología, lo que proporciona financiación fundamental para que las empresas en etapa inicial desarrollen y escalen tecnologías innovadoras. Las empresas de capital de riesgo, junto con las subvenciones e incentivos gubernamentales, respaldan los esfuerzos empresariales en biotecnología blanca.

América del Norte se beneficia de un marco regulatorio bien definido que promueve el desarrollo y la comercialización de productos de base biológica. Agencias como la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y Health Canada brindan pautas claras y respaldan iniciativas destinadas a promover prácticas sostenibles y reducir el impacto ambiental. Los gobiernos de América del Norte implementan políticas e incentivos que incentivan la adopción de tecnologías de base biológica. Estos incluyen créditos fiscales para actividades de investigación, subvenciones para proyectos de energía renovable y preferencias de adquisición para productos sostenibles, lo que fomenta un entorno propicio para el crecimiento del mercado.

Desarrollo reciente

• En febrero de 2024, Covestro inició la implementación de un nuevo proceso para producir anilina, una sustancia química crítica, exclusivamente a partir de biomasa vegetal en lugar de petróleo por primera vez. En sus instalaciones de Leverkusen, el fabricante de plásticos ha comenzado las operaciones de una planta piloto especializada para este propósito. Inicialmente, se fabricarán cantidades significativas de anilina de base biológica para facilitar un mayor desarrollo de la tecnología para su eventual escalamiento a niveles industriales. La anilina es fundamental para diversas aplicaciones en la industria del plástico, incluida la producción de MDI, que es esencial para las espumas aislantes, mejorando así la eficiencia energética en los edificios y reduciendo las emisiones de CO2. Covestro considera esta iniciativa como un catalizador para avanzar en la economía circular, en estrecha sintonía con los objetivos generales de sostenibilidad de la empresa.

Principales actores del mercado

• Novozymes A/S   
• KanekaCorporation
• AngelYeastCo., Ltd.
• KoninklijkeDSM NV
• AkzoNobel NV
• BASF SE
• Henkel AG& Co.KGaA
• MitsubishiCorporation
• DuPont deNemours, Inc.
• Amyris,Inc.