甜味剂行业研究：减糖趋势下生物制造赛道新机会

1879 1897 1950 1965 1972 1982 1990s 2016 2021  食用糖（食糖）和甜味剂  全世界80%的食糖和我国食糖总产量的90%都由甘蔗制成。 白砂糖类、赤砂糖、绵白糖、原糖、方糖、红糖、冰片糖及其他糖在国内白砂糖占食糖总量的90%以上，国外白砂糖 占食糖总量接近100%；  全球范围内糖分摄入量显著提升，并且升高趋势仍在保持。 593  内源糖游离糖 农作物中提取天然食糖 人工高倍甜味剂不断迭代 天然甜味剂的商业化探索 消费者对健康饮食得意识逐步提高 工业革命后产业化加工对糖得需求量激增 数据来源：Saveur、ScienceHistoryInstitute，USDA  白砂糖作为一种以甘蔗为原料制成的结晶体，在1960年就被我国定位战略物资之一， 01   数据来源：惠农网、国信证券研究所  02 03 糖摄入过多是危害居民健康的一大根源。内源糖与游离糖：“减糖风潮”中需要减少的即为游离糖的摄入： 肥胖率超重率 40.0%35.0%34.3% 30.1% 30.0%25.0%22.8%20.0%16.4%15.0%11.9%11.1% 9.6% 10.0%7.1%6.4%7.9% 4.5% 5.0%2.1%0.0% 成年人6-17岁成年人6-17岁成年人6-17岁2002年2015年2020年 疾病危害机理 肥胖 心血管疾病  口腔疾病  骨骼疾病  眼部疾病  皮肤疾病  高血糖   消费和进口环节 生产和进口 对生产以及消费、进口环节  我国虽未设置糖税，但是也在不断推出对减少糖摄入量的指导方针。 糖税的征收对消费者减糖的主要影响路径有四点：1、增加饮料零售价格；2、唤起公众对于减糖的认知；3、鼓励厂商非价格方面的反馈（例如引入代糖）；4、创造政府收入（可直接用于减糖层面的支出）。 年)》 2016年《健康中国行动(2019年-2030 2017年 《全民健康生活方式行动方案(2017年-2025年)》 提倡成人人均每日添加糖摄入量不高于25g，鼓励消费者减少蔗糖摄入量，倡导食品生产经营者使用食品安全标准允许的天然甜味物质和甜味剂取代蔗糖 2017年 《国民营养计划(2017-2030)》在“吃动平衡行动”中提出“三健三减”专项行动，推 广减盐、减油、减糖 2021年 《中国居民膳食指南科学研究报告》 精准化营养指导关键措施，明确进一步控制油、盐、糖的摄入 引导餐饮企业、集体食堂积极采取控制食盐、油脂和添加糖使用量的措施，减少含糖饮料供应 2019年 《产业结构调整指导目录 (2019年)》 2019年 《健康口腔行动方案(2019年-2025年)》 鼓励发展采用发酵法工艺生产多元糖醇及生物法化工多 元醇、功能性发酵制品等的开发、生产、应用 中小学校及托幼机构限制销售高糖饮料和零食，食糖减少含糖饮料和高糖食品的供应，鼓励企业进行"低糖"或"无糖"的声称 2020年《十四五規划建议》明确提出减盐、减油、健康体重等方案 政策控糖的效果有限，根据国际糖尿病协会公布的数据，糖税的推行并没有彻底遏制各国糖尿病患者数量的增长，比如法国于2011年征收糖税周，糖尿病患者数量还是从2011年的324万增长到了2021年的接近400万人。其他国家也有类似情况，政策控糖显然效果有限； 一方面人类对于甜味的追求难以被遏制，另一方面是糖摄入过多带来的健康危机，甜味剂逐渐成为困境下更好的解决方案； 甜味剂包括糖醇类和非糖醇类化合物，可以和糖一样帮助食物产生甜味，也被称为甜味剂，其与糖最大的区别在于甜味剂有不同的代谢机制，不产生热量、不升高血糖。   人均每日添加糖摄入量不高于25g； 近七成消费者会选择标注了“低糖度”和“0卡糖”的产品；   高倍甜味剂、填充剂以及甜感香精 一般需要高倍甜味剂和填充剂的配合使用，有时还需要加入甜感香精来修饰甜感 941 845 430 464 355 249 2017 2018 2019 2020 2021 2022   细分品类中， 茶饮料、风味水饮料、酸奶/酸乳饮料位于前列。 溢价程度 乳制品 烘焙产品 糖果/巧克力 酱料 方便食品 饮料 *圆圈大小代表2023年该品类推出减糖产品的数量大小 购买意向  乳制品和烘焙类 189.6亿美元70亿人民币  假设中国人均每日食糖量达到标准测算未来甜味剂替代食糖的增量空间： 食糖人口测算 14.12亿人 2022年中国人口 1.41亿人 2022中国糖尿病患者 12.71亿人 中国除糖尿病人口数 人均食糖量测算1624万吨 2022年食糖消费量 12.71亿人 中国除糖尿病人口数 35克 每日人均食糖消费量 建议人均食糖量下甜味剂替代甜度测算 35克 每日人均食糖消费量 25克 WHO建议日均摄入量 10克 日均甜味剂替代甜度 →464万吨 年度糖增量总甜度 390万 吨；   35% 374万 吨   422万吨  万吨  139万吨 227 121万吨 112万吨 30%68万 吨 以应用领域测算，甜味剂还有440万吨食糖甜度的增量空间 数据来源：Wind，CNKI，MarketsandMakrkets  人工甜味剂天然甜味剂   …… …… …… …… 数据来源：易凯资本整理 *黄色背景框表示为已有普遍应用的甜味剂产品    由8.16%迅速增长至29.41% 30% 41%的人会选择天然甜味剂 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 人工甜味剂天然甜味剂 以赤藓糖醇、三氯蔗糖和安赛蜜为主，50%以上的产品采用多元甜味剂复配 赤藓糖醇+三氯蔗糖+木糖醇 赤藓糖醇 多元糖醇、甜菊糖苷、安赛蜜和阿斯巴甜复配被使用在无糖糖果中，在压片糖、硬糖中应用广泛 麦芽糖醇+山梨糖醇+木糖醇 麦芽糖醇+木糖醇+甘露醇 麦芽糖醇应用较多，阿洛酮糖在热量、加工特性、安全性、血糖调节等方面更优，保留传统冰激淋密度同时有助于减轻体重，未来有望替代麦芽糖醇 麦芽糖醇液+赤藓糖醇+甜菊糖苷 麦芽糖醇+赤藓糖醇 烘焙产品中糖还起到蛋白质打发、保湿、提供色泽等功能，代糖暂时无法完全替代蔗糖。功能性糖、罗汉果甜苷等可还原蔗糖的口感，而阿洛酮糖因其美拉德反应成为更有潜力的替代方案 数据来源：英敏特，天风证券研究所 人工甜味剂使用历史已超过130年 天然代糖一般分为两类 •通过化学合成方式生产，已发展至 第六代纽甜，由于安全性问题近年来市场占比持续下降 •人工甜味剂甜度较高，甜价比*相 对较高，经济性强 •通过植物提取得到的甜味剂：甜度倍数一般为蔗糖的200倍以上 •糖醇类或稀有糖类功能性甜味剂：甜度倍数为蔗糖的0.6-1.2倍 占据甜味剂市场主流更具安全性和功能性 •主流人工代糖为阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖 •其中三氯蔗糖甜度高，无致龋齿性，安全性好，甜价比高，经济性强等优势逐渐替代阿斯巴甜、安赛蜜现存市场 人工甜味剂 天然甜味剂 •一般来源于自然界提取或者经过适当修饰，因此安全性更高 •部分天然甜味剂具有保健功能，比如赤藓糖醇可以保护口腔，阿洛酮糖可以降低血糖等 安全性存在质疑 •以阿斯巴甜为例，近年来被认定 为有致癌风险，因此来在代糖中占比有所下降。 复配是最具潜力的应用方式 •部分天然甜味剂有特殊风味，且甜度较高， 目前多与赤藓糖醇或其他甜味剂复配使用 •糖醇类甜度和热量较低，一般作为高甜度 甜味剂的填充剂 天然甜味剂一般分为两类：一类为通过植物提取得到，甜度较高，甜度倍数一般为蔗糖的200倍以上，包括甜菊糖苷、罗汉果苷、甘草素等；另一类为糖醇类或稀有糖类功能性甜味剂，甜度倍数为蔗糖的0.6-1.2倍，包括木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、阿洛酮糖等； 天然甜味剂更具安全性，但功能性甜味剂的甜价比较低。天然甜味剂中，甜度倍数超过100的高倍甜味剂用于提升甜度，低倍甜味剂用于丰富口味、平衡甜度曲线。以甜菊糖苷、罗汉果甜苷为例，二者为天然高倍甜味剂，但易带有不良口味，且甜度曲线峰值偏后；而赤藓糖醇具有良好的甜味调和作用，且甜度曲线峰值早于蔗糖。利用低倍/高倍各自的特点和优势，赤藓糖醇适于作为填充型甜味剂，与甜菊糖苷/罗汉果甜苷复配制作特定甜度的天然复配糖。 木糖醇 不受限制 1.2 0.04 微清凉感 糖果、糕点、饮料 防龋齿效果最好 摄入过多会导致腹泻 山梨糖醇 不受限制 0.6-0.7 0.05 清凉感雪糕、饮料、糕点、饮料、饼干、应用领域较广易引起肠胃不适面包、酱菜、糖果 赤藓糖醇 不受限制 0.65 0.03 纯正乳制品、糖果、焙烤食品、饮料等结晶性好、吸湿性低、溶解热高、诱发胀气，肠道内不易被分解 能量值低、耐受性高 麦芽糖醇 不受限制 0.8-0.9 0.88 柔和雪糕、糕点、果汁、饼干、面包、具备焦糖化反应，能延长果蔬的保摄入过多会导致腹泻酱菜、糖果鲜期，具有良好的保湿性，非发酵 性 阿洛酮糖 审批中 0.7 0.028 与蔗糖接近，柔和饮料、雪糕、冰棍、烘焙产品、调 细致 味品、特医食品 安全，有抗肥胖和抗糖尿病的作用/ 甜菊糖苷ADI*： 2000.91甘草味和薄荷醇味，冰淇淋、软饮、糖果、蛋糕粉有一定热稳定性，和高果糖浆复配 各国对甜菊糖苷在食品中的添加及 4mg/kg 苦涩味浓重 可改善风味，延长保质期 其安全性存在一定争议 罗汉果 甜苷 不受限制 300 1.25 清凉感、有甘茶、咖啡、中药、烹饪食品以及儿热稳定性强，可在任何食品配料系甜度过高、甜味曲线过长，口感与 草后味童辅食和甜点等统和加工过程中使用人习惯的甜味有较大差异 数据来源：CNKI、三元生物招股书、中国糖业协会甜价比数据统计截止2024年8月31日 发酵 分离与纯化 基因测序 基因编辑 生物制造  生物技术 改造现有制造过程或利用生物质、二氧化碳等可再生原料生产能源、材料与化学品，实现原料、过程及产品绿色化的新模式 多底层学科交叉 改造 底盘细胞 生产 甜味剂 生物制造可突破传统生产方式桎梏 化学合成天然提取生物制造    基因元件 蛋白元件 体外酶催化的酶 合成生物技术生产新一代健康糖将成为近年来食品领域重要发展方向之一 原料 生物基 反应条件 温和 工艺路线 较短 能耗 污染供应限制 成本 代谢路径设计优化 数据来源：谭天伟（中国工程院院士、北京化工大学校长），《中国科学报》(2021-11-15第3版能源化工)；OECD；易凯资本整理  当前主流人工代糖为阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖。 中国人工合成甜味剂产量占比第一的为甜蜜素，2023年市场占比44%，糖精占比28% 。 糖精1879年发现 因为安全性问题已被部分国家禁用，我国对糖精实行了定点生产、限产限销、总量控制。 甜蜜素1937年发现 于1950年开始应用于软饮料，但因可能具慢性毒性，已被美国、日本等40多个国家禁止用于食品添加剂。中国、欧盟等80多国允许添加，但亦有明确限量。 阿斯巴甜1965年发现 是一种低能量的甜味剂，甜度是蔗糖的200倍左右，热量仅为其 1/200。2023年阿斯巴甜被列为“可能致癌物” 安赛蜜1967年发现 甜度约为蔗糖的200倍，味质类似蔗糖，安全性高。应用广泛，可应用于饮料、冷冻食品、水果罐头等，包括糖尿病人的食品和低热量食品。 三氯蔗糖 1976年发现 甜度约为蔗糖的600倍，安全性较好，甜价比高。在饮料、酱菜、配制酒、烘焙、蜜饯等食品中广泛应用。 纽甜1993年发现 安全性较好，但热稳定性差且甜度过高，为蔗糖的7000倍，对 调配技术要求较高，使用便利性不高，目前使用量较少。 人工甜味剂 20.00 天然甜味剂 20 15 12.50 10 5 3.85 2.50 2.89 2.39 2.27 0.1