代糖

文摘   2025-01-04 07:01   上海  
虽然人类广泛而普遍地使用蔗糖的历史并不长,但第一代代糖产品甚至在一百多年前就已经出现了。人类寻找更多的甜味来源的脚步一直没有停歇,一开始甚至不是为了健康,而只是想要更甜的味觉刺激,或是更便宜的甜味供给。在人类追求甜味的历史上,逐渐形成了如下的来源:


其中除了糖之外的,便是所谓“代糖”。“代糖”的本质是“代甜”。我们希望使用其它甜味剂来实现甜味,同时又能减少过量的糖摄入带来的健康问题。


分类与迭代

全球甜味配料市场中蔗糖(产品以白砂糖为主)占8成,果葡糖浆占1成,目前仅有1成为代糖。依照中国国标,允许在食品中添加的非糖类甜味剂一共有20余种,其中高倍甜味剂不过十几种,全球范围也是一样。虽然已发展了一百多年,但能满足食品在加工方面的要求并且能够获得安全评价的甜味剂产品其实并没有多少。

代糖最主要的优点是在提供甜味的同时,去努力实现不参与人体代谢、不易被人体吸收的功能。代糖有不同的技术实现路线,各种尝试之下,哪种更合适也一直在发生变化。主要的一种区分方式是人工合成的还是天然提取的。从代糖发明至今,世界范围内代糖生产还是以人工合成为主。

人工合成的代糖经历了糖精甜蜜素安赛蜜阿斯巴甜三氯蔗糖纽甜等六代的发展。人工合成代糖的发展历史是不断放弃的历史,从发明到发现对人体有害或存在争议继而继续发明。

糖精发现于140年前,最早偶然在化学实验中被尝到有甜味,开始被使用。后来被发现可能使人中毒、引起精神和视力障碍、诱发膀胱癌等,逐渐被部分国家禁止。第二代产品甜蜜素也在后续被发现有致癌风险,如今已被50多国禁止使用。但结合成本和应用普遍性的考虑,它们的搭配依然是如今全球使用量最大的代糖产品,中国也是如此。


中国依然是全球甜蜜素最大的生产市场和消费市场。近10年来产量基本维持在7-8万吨/年,产量全球占比80%。近年来,随着代糖产品的代际淘汰和市场竞争,只剩下个位数的企业在生产。




阿斯巴甜依然在全球代糖市场份额占比两成左右,但因为代谢产物已被证明对人体有一定危害,近5年的复合增速保持在接近于-15%。目前安赛蜜和三氯蔗糖在因为相对安全而在高速增长,近5年的复合增速保持在接近20%和10%。由于单价原因,三氯蔗糖的产值显著高, 目前已经超过了上一代王者阿斯巴甜,成为了产值第一。

除了人工合成甜味剂内部的结构在发生变化,整体的甜味剂市场结构也在发生变化。近5年,全球天然甜味剂年均符合增长率10%,超过人工甜味剂增速的两倍。

人工合成的代糖虽然减糖性能已满足要求,但健康安全性有部分隐患、且部分口感还原度低,所以天然提取的代糖开始发展。人们往往认为天然的食品添加剂比人工化学合成的安全。对于人工代糖的添加,消费者往往存在排斥心理。并且客观来说,相比于还原蔗糖的完整口感,人工代糖的确还是有很多问题。

天然提取的代糖一般是从自然界中直接提取或经适当修饰得到的一类具有甜味的化学成分,多数为植物或者微生物的次生代谢产物。它们相对溶解性好、味觉良好、稳定性高,且少有安全性问题

有些代糖逐渐被淘汰,有些被更多的应用,如何简单去判断所谓的“好”的代糖?理化性质、热量、生产成本、安全性都是重要的。另外,最直接的要求是甜味效力甜度的高低是最基本的产生甜味的时间和耐久度也很重要。与此同时最好口感纯正,没有不良的回味

在实际的食品添加场景中,代糖一般不会单一使用,而是多种复配,以达到对蔗糖更还原的口感、多种情景下更好的稳定性以及对总体成本的合理控制。比如赤藓糖醇的甜度为蔗糖的70%,单一使用赤藓糖醇可能成本高、口味淡,因此一般加入极少量高倍甜味剂。比如糖精有后苦味、甜蜜素口味微苦且耐酸性稍差、甜菊糖苷有一定草腥味、安赛蜜糖甜味去得快后甜不足、阿斯巴甜前甜不足且在酸性饮料中的稳定性较差

人工合成的高倍甜味剂率先发展,近年来天然提取的高倍和低倍甜味剂也增长迅速,这使得甜味剂的复配使用更加常见和丰富天然低倍甜味剂通常作为复配甜味剂中的填充剂,构成了复配甜味剂的绝大部分组成含量,因此随着复配糖市场的扩张,天然低倍甜味剂市场需求增长更加迅速。目前国内最火的赤藓糖醇便是典型代表。

代糖的内部结构一直在迭代,目前在国内最受关注的便是赤藓糖醇和三氯蔗糖,这也是近几年流行起来的新的无糖气泡水无糖茶等饮料中最常见的代糖搭配。它们成为当下最火热的代糖选择,有一定的必然性。可口可乐、百事可乐、雪碧、芬达的气泡水逐渐被新兴品牌抢占市场,其中关键的一点就是阿斯巴甜的口感和健康性被赤藓糖醇、三氯蔗糖为代表的新一代产品明显赶超

糖醇类是天然糖类的加工产物,区别于糖代谢的生理机制,产生热量显著少于糖,同时又能保持一定的甜度,一般略小于蔗糖。因此以木糖醇为代表的糖醇类一度是很好的天然代糖选择,甚至主流的消费端零售的替代白砂糖来使用的代糖就是木糖醇。但由于木糖醇会带来一定的肠道反应,胀肚胀气,因此一直也没有广泛打开市场

赤藓糖醇由于其安全性高、低热量、肠道反应小、耐受度高、物理性质好、口感清爽等特点,加上国内新兴品牌的大力使用和推动,目前异军突起成为了最受关注的代糖添加剂。进入机体后,它不能被酶系统消化降解,通过肾脏从血液中滤去,经尿排出体外。极少部分进入大肠也几乎不被细菌发酵,其人体耐受量是木糖醇等其他糖醇类的2-4倍。由于几乎不会产生热量或引起血糖变化,被认为是真正无限接近于零热量的天然甜味剂。其他糖醇有的部分参与代谢,热量较低但还是有,但赤藓糖醇则是糖醇类里的唯一的0热量成份。并且它可利用溶解吸热多的特点给饮品增加清凉口感,耐高温使得其在食品工业制作中保持稳定。在制造上,赤藓糖醇是目前市场上唯一经生物发酵法天然转化和提取制备而成的糖醇产品,上游是玉米制成的葡萄糖

2022年全球需求量近20万吨,预测未来三年复合增长率为22-34%。生产来说,全球近五年的产量复合增长率为25%,其中中国的复合增长率达到47%,全球制造中心逐步转移到中国

目前使用赤藓糖醇的品牌和产品很多,例如nkdliving的复配方糖,lakanto的调味糖浆和巧克力,natvia的果酱和甜品酱,HALO TOP、Breyers、Rebel的冰淇淋,CELSIUS燃力士的功能饮料,可口可乐、健力宝的气泡水,康师傅、最喜的茶饮,蒙牛真果粒,唐人福的面包蛋糕等。黑芝麻糊、蛋白粉乃至护肤水里也有应用。

赤藓糖醇因其甜度相对于高倍甜味剂较低,因此需要与合适的高倍甜味剂复配,比如三氯蔗糖、甜菊糖苷、罗汉果甜苷等,并且用量往往较大,一般都会超过99%。与高倍甜味剂市场相辅相成的增长,使得赤藓糖醇未来更具优势。

赤藓糖醇目前在国内是绝对的新锐头部,在美国也有很好的增长。作为赤藓糖醇的搭配,国内目前对三氯蔗糖的研究越来越多。

三氯蔗糖作为高倍甜味剂,通常配合赤藓糖醇等低倍甜味剂使用。过去3年全球需求增速15%,过去10年需求量增长5倍。未来预计增速还会保持在15-20%左右。全球的产能集中在中国,超过70%

由于甜味剂需要多种复配,新型甜味剂之间不会完全替代,而是协同发展。目前使用赤藓糖醇和三氯蔗糖搭配的品牌和产品主要有Monster Energy魔爪的运动饮料、SPLENDA的餐桌和咖啡糖、农夫山泉的气泡水,元气森林的气泡水和茶饮,统一、汉口二厂的茶饮。

甜菊糖苷

天然甜味剂中,除了赤藓糖醇,最有增长潜力的便是甜菊糖苷和罗汉果甜苷。近五年间,甜菊糖的复合增长率为13-16%。21年的美国饮料市场产品数量,甜叶菊相关的上涨10%,销售额则增长了15%。

甜菊糖苷是从甜叶菊中分离出来的甜味物质的统称。日本是最早大规模使用甜菊糖的国家。上世纪70年代可口可乐在其配方中逐渐减少糖精和甜蜜素,甜菊糖作为一种替代品在日本出现。2006年,日本甜菊糖消费量世界第一,甜菊糖占其甜味剂市场约40%的份额。

甜菊糖苷的优点包括安全性高、溶解性好、耐酸耐热稳定性高等,但问题是天然甜菊糖苷的口感区别于蔗糖,有很多不良的细节,阻碍了其在食品饮料领域的应用。因此在研究不断发现改进其口感的酶法或发酵法之后,才逐渐得以应用

我国是全球最大的甜菊糖出口国,产量占全球八成,但目前甜菊糖在我国食品饮料中的应用还不多。美国是我国甜叶菊的主要出口目的地,占出口总量的1/32018年甜菊糖在美国的零售额仅次于白糖和红糖,成为美国食糖和甜味剂市场的第三大糖类产品,超过了三氯蔗糖、糖精和阿斯巴甜等人工甜味剂

目前使用甜菊糖苷的代表品牌和产品有truvia的复配糖,Merisant的甜味剂,bai的果汁,国内品牌爱乐甜、享糖等的0卡糖等。美国代糖市场的老二Truvia作为可口可乐和嘉吉联合开发的甜菊糖品牌,超过传统的Equal和Sweet'n Low主要就是依靠对甜菊糖的大量使用。目前Stevia In The Raw和Pure Via也在甜菊糖领域积极布局,虎视眈眈。


甜菊糖苷的天然提取受到产能的限制。已有瑞士公司的研究指向重组基因的方式,通过重组微生物、植物和植物细胞,将其工程化以表达编码UDP-糖基转移酶(UGT)的重组基因,从而产生甜菊醇糖苷,例如Reb A 和 Reb D


罗汉果甜苷


罗汉果甜苷是另一种潜力无限的天然甜味剂,近年也保持了15-20%的增长态势。21年的美国饮料市场产品数量,罗汉果上涨1.3%,销售额则增长了20%,颇受欢迎。


同样具有甜度高、热量低、溶解性好、稳定性好、安全性高的特点。口味好是罗汉果甜味剂最大的优势,是目前所能找到的最接近蔗糖味道的天然甜味剂,并且带有罗汉果的清香,同时热量仅为蔗糖的2%。目前使用罗汉果甜味剂的零售产品已经超过1000种。

在国外,罗汉果在标签中可直接标注为原材料,而非添加剂,因此罗汉果被认为是一种非常健康、清洁的代糖,不受到添加量的限制。

目前北美地区是罗汉果最大的市场,90%的罗汉果都来自中国广西,中国也是世界上最大的罗汉果甜苷的生产国与出口国。在中国市场罗汉果甜苷有着更特别的属性,它既是中国特产的甜味剂,又是我国特有的药食同源植物。虽然目前在国内代糖的应用还不广,生产以出口为主,但它的未来非常值得期待。目前它的主要问题还是种植对气候要求极为苛刻而带来的产能限制。

罗汉果的特性是相对天然和安全的,因为种植和生产都主要在中国,未来在中国也有巨大的机会。

目前使用罗汉果甜味剂的产品已经超过1000种,包括星巴克、雀巢的无糖咖啡,可口和百事的无糖可乐,日本saraya和lakanto的复配糖,equal的复配糖等,国内品牌伊唐、绿果甜的0卡糖等。


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