给甜蜜一次选择：代糖行业深度研究

本篇行业深度报告对甜味剂行业的发展历史、行业驱动因素、未来发展空间及各个品种的代糖进行了详细介绍。我们认为代糖行业2030年有望取代传统糖消费近30%市场空间，以2020年为基数，10年年化复合增长率超过10%； 在各个代糖品种中，化学合成甜味剂占总甜度近70%份额，三氯蔗糖作为主力军发展趋势良好，天然甜味剂市占率有望提升至30%以上，其中生物发酵糖中赤藓糖醇、阿洛酮糖具备快速成长潜力，植物提取糖中甜菊糖苷具备较大成长潜力。 代糖的发展史是各个驱动力交织促进的历史 我们将代糖行业发展总结为四个阶段：1、初步发展阶段主要源自于实验室的意外发现，后续根据结构开启了主动研发的迭代成长期；2、价格竞争阶段中，高甜度低价格的特点使得工业企业逐步使用代糖，特别是两次世界大战的蔗糖短缺促进了行业快速发展；3、健康和“糖税”政策阶段中，各项对糖的负面研究涌现，随着健康意识逐步提升、世卫组织对减糖的呼吁，各国开始逐步执行“糖税”，而饮料厂商也开始使用代糖作为减糖的主要方式，行业进入主动宣传的成长阶段；4、“网红食品”阶段中，元气森林等网红饮料作为行业“鲶鱼”，使得食品饮料厂商推出大量“0糖”类食品饮料，赤藓糖醇等品种快速发展。 各个因素驱动下，代糖行业仍在高速成长期，成长空间广阔 我们总结了代糖行业发展历史中的各个驱动因素，包括食品安全因素、价格因素、健康因素、政策因素和宣传因素等，我们认为未来阶段是各个因素共同驱动下的行业快速发展期。我们将代糖行业下游分为ToB、ToC两个领域四个细分需求领域进行详细测算，按照全球以总甜度2.24亿计算，其中B端占比76.75 %，C端占比23.25%。2.24亿甜度中可替代甜度为6743万，占比30.06%，目前已替代甜度为2244万，占比10.0%。 “甜度战争”中，给类型代糖起到不同作用，高倍甜味剂是根基 我们将代糖分为人工合成、生物发酵、植物提取三类，甜度战争其实是代糖和白砂糖的战争，每一类型的代糖都有作用。化学合成类代糖甜度高、成本低，是降成本的主力、复配的基石；植物提取类代糖同样高甜度用量小，口味纯正适合推广；生物发酵代糖中和甜度，使得口感更加接近蔗糖，“网红食品”阶段快速成长。各类型代糖中，三氯蔗糖作为甜度替代根基，有望保持10%以上的需求增长，赤藓糖醇、阿洛酮糖低基数下快速成长，具备成长潜力，甜菊糖苷的植物提取和生物发酵两种工艺路径有望带来工业化快速发展，是三类代糖中发展前景较大的品种。 风险提示：市场竞争加剧风险；产品质量控制风险及消费者不当食用风险； 新冠肺炎疫情影响海外市场的风险；本文对代糖市场空间测算是基于一定前提假设，存在假设条件不成立、市场发展不及预期等因素导致市场空间测算结果偏差 重点标的推荐 1.甜蜜的负担：代糖行业发展历程 本章中，我们总结了代糖行业的发展历史阶段，并在各个历史阶段中总结了推动代糖行业发展的主要因素：糖精的意外发现，开启了从发现到产业化的阶段；对糖危害的研究，唤起了公众对这一“甜蜜杀手”取而代之的意愿，并随着世界卫生组织的呼吁，各国相继颁布了“糖税”政策，进一步促进了代糖行业的发展；在成本推动下，淀粉糖和高倍合成甜味剂展现出较高的性价比，开启了食品饮料厂商工业化生产降本的阶段；元气森林等“网红饮料”带领食品饮料行业进入网红“零糖时代”，促进了新一轮行业蓬勃发展。 1.1.代糖的发现产业化发展简史 糖精的发现和商业化进程 1878年，美国约翰霍普金斯大学科学家在实验中首次“意外”发现糖精，并于3年后便在德国开始其工业化的生产，虽然从其发现到商业化的进程较短，但在商业化初期并未掀起太大波澜，而真正促进糖精所代表的代糖产业发展，是两次世界大战期间糖的短缺所促进的。在一战和二战两次世界大战期间，糖的短缺及价格的快速上行促使了糖精的广泛传播和使用。 图1：糖精的发展历史 在19世纪50年代，另一种糖的替代品“甜蜜素”被认证通过，与糖精形成了混配的代糖产品所广泛使用，这一组合也推动了无糖饮料的发展。直到1968年，两项对于小鼠的试验研究表明，甜蜜素可导致小鼠的膀胱恶性肿瘤，因此美国FDA立即禁用了甜蜜素在美国的使用。之后的19世纪70年代，随着对糖精的深入研究，部分科学家表明糖精也能够使得实验室小鼠祸患癌症，而这一研究在美国存在大量争议，在近30年的研究中，美国多次改变了对糖精的使用态度，目前仍作为一种重要的食品添加剂所使用。 随着大众对健康意识的逐步提升和化学合成技术的发展，代糖行业也出现了迭代：1965年美国Searle公司发现阿斯巴甜，1981年美国食品和药物管理局核准通过，阿斯巴甜已被超过100个国家及多个国际权威组织认可。1967年K. Clauss和H. Jensen发现安赛蜜，1988年由美国食品和药物管理局(FDA)批准使用，已在世界上40多个国家使用。1976年英国Tate&. Lyte公司成功合成三氯蔗糖，1988年投入市场，由于其优异的性能特点被认为是迄今为止人类已开发的最完美、最具竞争力的高甜度甜味剂。纽甜1993年取得物质专利，2002年7月FDA正式批准纽甜在食品中使用。 图2：人工合成代糖发展历程 1.2.被妖魔化的“糖”与其替代品 代糖行业的快速发展，离不开公众对糖的不断认知，随着越来越多针对糖的负面性质研究的涌现，代糖行业得以快速发展。 1.2.1.糖，甜蜜的“杀手” 对糖的危害的研究，可以追溯到20世纪70年代。剑桥科学家John Yudkin在其1972年发表的文章《Sugarand Disease》中指出糖与一系列疾病，包括龋齿、消化不良、脂溢性皮炎、近视、蛋白质缺乏、糖尿病、缺血性心脏病、痛风以及激素水平有关。然而在当时糖可能导致疾病的观点不被普遍接受。 2016年11月，《美国医学会期刊·内科学》（JAMA Internal Medicine）发表文章揭露了美国制糖业的黑历史。文中指出，糖对冠心病（CHD）风险的早期预警信号出现在20世纪50年代，然而糖类研究基金（SRF）在1965年赞助了第一个CHD研究项目，一篇发表在《新英格兰医学杂志》上的文献综述，该综述指出脂肪和胆固醇是CHD的饮食原因，并淡化了蔗糖摄入也是一个风险因素的证据。美国制糖业通过收买科学家并使其发表对糖有利的文章进而控制舆论，同时抨击与其意见相左的科学家将糖的理论扼杀在摇篮里。这一骗局被隐瞒了50年之久，以至于糖的危害在最近几年才被挖掘出来。 图3：糖的危害的真相 S. A. Glantz . "Sugar Industry and Coronary Heart Disease Research: A Historical Analysis of Internal Industry Documents." Jama Intern Med (2016).，天风证券研究所 糖，是人们生活中重要的存在，却也隐藏着甜蜜的危机。 世卫组织将糖分为内源糖与游离糖，内源糖是指水果和蔬菜中的糖，这些糖由一层植物细胞壁包裹，消化起来更为缓慢，进入血流所需的时间比游离糖更长，对人体健康基本没有危害；游离糖是指厂商、厨师或消费者添加到食品中的单糖和双糖，以及蜂蜜、糖浆和果汁中天然存在的糖。根据世卫组织1990年制定的标准，成年人每日摄取的游离糖不应超过当天摄取全部热量的10%；2015年颁布的《成人与儿童糖摄入指南》，将游离糖的摄入进一步减少到低于总能量摄入的5%，大约25克（6茶匙）。《中国居民膳食指南（2022）》指出应控制糖的摄入量，每天不超过50克，最好控制在25克以下。 图4：10款网红饮料含糖量 图5：与含糖饮料相关疾病及相关性 根据世界银行数据显示，糖过度摄入将导致一系列疾病，包括超重、肥胖，II型糖尿病，龋齿，代谢综合征以及心血管疾病。2021年世界卫生组织相关报告指出，超过40%的男性和女性（22亿人）目前超重或肥胖；超过4.2亿人患糖尿病，预计到2030年这个数字将上升到5.78亿。 由糖的过量摄入造成的死亡人数也在快速上升，世卫组织发布的《2019年全球卫生估计报告》指出，过去20年来，心脏病一直是全球首要死因。自2000年以来，心脏病死亡人数增加了200多万，2019年增至近900万，而超重、肥胖大大了增加患心血管疾病的风险。 2000年至2019年，全球糖尿病死亡人数增加了70%，男性糖尿病死亡人数增加了80%。 图6：主流杂志论文对糖的描述 Malik V S ,Li Y , Pan A , et al. Long-Term Consumption of Sugar-Sweetened and Artificially Sweetened Beverages and Risk of Mortality in US Adults[J].Circulation,2019， Goncalves Marcus D., Lu Changyuan, Tutanuer Jordan et al. High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice[J]. Scienc，天风证券研究所 糖的危害，不仅在于将导致各种疾病，相关研究指出，糖会让人上瘾，从而形成恶性循环。 糖对于健康的影响可以是缓慢也可以是迅速的，过度摄入既可能导致慢性疾病，也可能导致恶性肿瘤从而加速死亡。 1.2.2.无糖需求的导入 在对糖的深入了解过程中，代糖作为提供甜味味觉，但在体内产生较少卡路里的添加剂被大众所认知。在糖精发展的时代，美国总统罗斯福的私人医生给他的健康建议便是以糖精替代食糖使用，即使当时多位化学家提出糖精可能对人体造成危害时，罗斯福总统则表示“任何认为糖精危险的都是白痴。” 随着公众对糖危害性认知的提升，对代糖的接受程度也越来越高，饮食厂商开始考虑减糖、去糖的问题。如饮料巨头可口可乐公司在1983年推出无糖健怡可乐（Diet Coke），2006年推出无糖但口味更接近原味的零度可乐（Coke Zero）。可口可乐形成经典、健怡、零度三条产品线，健怡可乐和零度可乐都是通过使用代糖，如安赛蜜、阿斯巴甜等人工甜味剂，降低含糖量，以推出无糖、低卡的产品，更加符合消费者健康和减肥的需求。 1.3.淀粉糖和价格竞争阶段 由于蔗糖的作物种植和榨取存在明显的地域性和随着气候变化的特征，在其使用过程中价格水平波动较大，在两次世界大战期间一度出现了蔗糖短缺，糖价快速上涨的情况。而淀粉作为人体每日摄入的主要糖源之一，玉米、甘薯、马铃薯等淀粉作物在多个国家种植，来源广泛。而随着淀粉糖化和葡萄糖异构化的生物技术逐渐成熟，果葡糖浆作为源头为淀粉的糖形式，因其广泛的原料、低廉的生产成本、和蔗糖相同的口感而被快速广泛应用。 1.3.1.果葡糖浆的引入 果葡糖浆与蔗糖都是甜味剂，蔗糖是双糖而果葡糖浆是由单糖组成。如果不考虑功能性，单从甜度的角度来说，它们可以互为替用，主要取决于价格。葡萄糖的生产成本和售价在许多国家都是低于蔗糖。 1965年日本首先研制出果葡糖浆，1969年美国成功引进该生产技术并实现工业化，美国是最早将 F- 42（1967年）和 F- 55（1977年）推向市场的国家。果葡糖浆在我国起步较早，基本与美日同步，但是经历了一个由热到冷、再由冷导热的过程，主要是因为果葡糖浆是一种液体，很容易析出晶体，运输过程不方便且保存周期不长，因此成本较高。 1978年6月30日，COCO公司在金融界杂志上发表了关于 F- 55型高果葡糖浆代替蔗糖的比例由原来的25%增至75%的文章，从而掀起了饮料界的新革命，果葡糖浆开始变得供不应求，极大程度上推动了果葡糖浆的发展。随着全球食品、饮料行业的持续发展，果葡糖浆作为良好的糖类替代品，在世界范围内日益受到人们的认可。 图7：果葡糖浆的研究和发展历程 1.3.2.果葡糖浆价格优势及对蔗糖的替代 1973年美国蔗糖批发价格为每磅(等于0.454公斤)11.90美分，果葡糖浆(干基