【生物基材料三】代糖是生物合成应用的好赛道

产业深度 产品研究中心 肖洁(分析师) 021-38674660 2024.06.11 【生物基材料三】代糖是生物合成应用的好赛道 摘要: xiaojie@gtjas.com 长期来看，健康理念推动健康甜味剂市场空间持续扩张。近10年国内食糖销量下滑，登记编号S0880513080002 全球蔗糖消费量CAGR为0.74%，增长几乎停滞。甜度需求增长由代糖替代，高倍甜 味剂是主力，其中阿斯巴甜、安赛蜜和三氯蔗糖贡献了超过60%的甜度。 低空经济系列（二）：产业发展的基础、趋势和催化剂 2024.06.10 低空经济系列（一）：混动电推进技术 2024.05.20 一体化技术：实现智能汽车更高能效与产效的重要选择 2024.05.16 财阀经济和竞争格局的稳定性 2024.04.19 2024年春季策略会PPT-高度竞争时代已至技术创新与量产能力为王 2024.04.16 往期回顾 化学合成甜味剂提供甜度和性价比。实现相同甜度时，化学合成甜味剂成本不到蔗糖的10%，可以大大降低生产成本。安赛蜜的甜度约为蔗糖的200倍，2024年国内市场价格跌至3.6-3.7万元/吨，成本约为2万元/吨。全球安赛蜜产能高度集中于中国市场呈金禾实业与醋化股份双寡头垄断格局，各拥有1.5万吨年产能。三氯蔗糖的甜度约为蔗糖的600-650倍，其甜味纯正，甜感持续时间，2024年国内价格跌至11万元/吨。三氯蔗糖产能主要集中在国内，市场集中度高。截至2023年，国内三氯蔗糖名义产能合计2.86万吨，金禾实业、山东康宝、科宏生物CR3=83.92%。 生物基甜味剂提供健康和口感。赤藓糖醇，甜度为蔗糖的70%，工业化大规模生产使用的是微生物发酵法。由于其“0热量”、纯天然且口味清爽，在饮料领域得到了广泛的应用。赤藓糖醇产能主要集中在国内，三元生物市占率全球第一。2023年仅6家 头部生产商可生产的赤藓糖醇总产能就将达到44.5万吨/年，是2021年中国赤藓糖 醇总消费量的20倍，供需大幅失衡。2024年国内赤藓糖醇价格跌至1.12万元/吨，贴近成本线。阿洛酮糖的甜度约为蔗糖的70%，热量约为蔗糖的10%，其甜味口感与蔗糖相似，尤其在烘培领域优于其他代糖。阿洛酮糖目前规模化生产中原料成本占比60%，转化率低，还处于产业化的早期，如果未来通过改变菌种或工艺大幅提升转化率，则阿洛酮糖很可能成为具备竞争优势的代糖品种。 2015-2022年中国合成甜味剂产量复合增速9%，未来很可能仍然保持高速成长，生物基甜味剂空间广阔。甜味剂下游应用领域中，饮料、餐桌（主要用于食品添加）和烘焙食品占比合计达77%。我们按照每100mL饮料的含糖量约为10g，假设未来中国无糖饮料渗透率由目前的3.4%增长至20%，非无糖茶饮占比为55%，则约有164.34万吨甜度空间由代糖来承担。新茶饮品牌客单价较高，更倾向于使用天然甜味剂。按 照新式茶饮均价13元的客单价、600mL的平均容量、36g/500mL含糖量，按照代糖渗透率30%，则约有124.45万吨甜度空间由代糖来承担。烘培食品按照添加糖量35g/100g，代糖的渗透率20%计算，则有100万吨甜度空间由代糖来承担。 风险提示：合成生物学技术迭代慢；阿洛酮糖等生物基代糖市场接受度不足或法规许可受限等。 鲍雁辛(分析师) 0755-23976830 baoyanxin@gtjas.com 登记编号S0880513070005 目录 1.合成生物学在食品中应用广泛5 1.1.化学合成甜味剂甜度高，性价比卓越6 1.2.糖醇类甜味剂热量较低，甜度与蔗糖相差不大7 2.化学合成甜味剂提供甜度和性价比、生物基甜味剂提供健康和口感8 2.1.食糖需求增速放缓，甜度需求由代糖接力8 2.2.安赛蜜：价格处于历史底部9 2.3.三氯蔗糖：供需失衡导致价格处于周期低位11 2.4.赤藓糖醇：供需失衡价格大幅下降13 2.5.阿洛酮糖：合成生物学技术助力成本降低14 3.下游领域蓬勃发展，甜味剂应用广泛16 3.1.软饮料：无糖软饮成为软饮料发展新动力17 3.2.新式茶饮：行业蓬勃发展，市场规模屡创新高19 3.3.烘焙：国内市场起步较晚，增长空间巨大21 3.4.糖果：代糖替代难度不高，低糖糖果受众较小22 3.5.冰淇淋&雪糕：低糖冰品平衡美味与健康23 4.国内合成生物公司融资进展23 5.风险提示：25 图表目录 图1：甜味剂分类6 图2：安赛蜜和三氯蔗糖性价比高（2024年1月）（元/(吨·甜度)）7 图3：糖醇类物质代谢路径7 图4：国内食糖产量与销量下滑（万吨）8 图5：国内白糖现货价格相对稳定（元/吨）8 图6：全球蔗糖消费量增长（千吨）8 图7：全球蔗糖现货价格相对稳定（美元/吨）8 图8：中国代糖产量增长（万吨）9 图9：国内甜度增长主要由代糖贡献（万吨蔗糖甜度）9 图10：安赛蜜制备工艺9 图11：安赛蜜双寡头格局（吨）10 图12：国内安赛蜜产量提升（万吨）10 图13：安赛蜜国产化带来价格大幅下滑（万元/吨）10 图14：安赛蜜价格新低（万元/吨）10 图15：三氯蔗糖制备工艺11 图16：三氯蔗糖出口量提升（吨）12 图17：三氯蔗糖需求量提升（吨）12 图18：三氯蔗糖价格下跌（万元/吨）12 图19：三氯蔗糖产量提升（吨）12 图20：三氯蔗糖和安赛蜜的甜价比差距不大（万元/（吨·甜度））13 图21：赤藓糖醇生产工艺13 图22：2019年赤藓糖醇产能集中（吨）13 图23：赤藓糖醇价格大幅下跌（元/吨）13 图24：三元生物赤藓糖醇成本受原料价格影响（元/吨）14 图25：福洋生物赤藓糖醇成本受原料价格影响（元/吨）14 图26：三元生物营业收入大幅波动（百万元）14 图27：三元生物归母净利润大幅波动（百万元）14 图28：阿洛酮糖生产流程15 图29：百龙创园阿洛酮糖成本受原料价格影响（元/吨）15 图30：福洋生物阿洛酮糖制造费用较高（元/吨）15 图31：中国工业用糖占比更高17 图32：中国食糖消费最主要在饮料领域17 图33：中国代糖产量提升（万吨）17 图34：甜味剂下游应用以饮料、餐桌为主17 图35：中国软饮料产量相对稳定（万吨）17 图36：无糖饮料市场规模大幅提升（亿元）17 图37：2020中国无糖饮料以无糖碳酸饮料为主18 图38：国内无糖饮料渗透率远低于海外18 图39：中国非酒精饮料行业市场规模提升（十亿元）19 图40：中国饮品店行业市场规模提升（十亿元）19 图41：新茶饮头部品牌新品价格以13-16元为主20 图42：新茶饮头部品牌新品销量集中在13-16元区间20 图43：中高端新式茶饮品牌提供代糖选项20 图44：我国烘焙食品零售额提升（亿元）21 图45：人均烘焙食品消费量低于海外（千克/人）21 图46：中国糖果产量相对稳定（万吨）22 图47：中国糖果进出口数量提升（万吨）22 图48：中国冷冻饮料产量大幅下降（万吨）23 图49：中国冷冻饮品行业市场规模提升23 表1：合成生物学在食品中的应用广泛5 表2：食盐、烹调油、添加糖的推荐摄入量和酒精的控制摄入量5 表3：糖税政策收紧5 表4：不同甜味剂的甜味特征及口感对比6 表5：合成甜味剂以高倍甜度为特点7 表6：安赛蜜原辅材料消耗10 表7：三氯蔗糖产能集中度高11 表8：阿洛酮糖原辅材料消耗较大15 表9：福洋生物阿洛酮糖工艺转化率较低15 表10：阿洛酮糖产业化刚刚开始16 表11：我国申报D-阿洛酮糖作为新食品原料情况16 表12：饮料品牌使用甜味剂以赤藓糖醇、三氯蔗糖、安赛蜜为主18 表13：不同饮料的含糖量在10g/100ml左右19 表14：烘培食品的糖类材料配比较高22 表15：代糖在低糖糖果中的应用22 表16：国内合成生物学企业融资情况23 1.合成生物学在食品中应用广泛 食品成为全球合成生物市场重要下游需求。近年来，企业逐步从平台型全能企业，分化出专注于某一垂直领域的企业。 表1：合成生物学在食品中的应用广泛 类别 释义 应用举例 食品添加剂 改善食品品质的物质 甜味剂：赤藓糖醇、阿洛酮糖、甜菊糖苷、罗汉果糖苷等甜味蛋白：索马甜、巴西甜蛋白食用色素：β-胡萝卜素、花青素维生素：维生素E香精香料：香兰素其他：抗氧化剂、防腐剂等 替代蛋白 代替动物蛋白来源 细胞培养肉人造奶：乳清蛋白、酪蛋白微生物发酵蛋白：酵母蛋白肌红蛋白 新食品原料 无传统食用习惯的新研制食品原料 透明质酸、拟微球藻、莱茵衣藻 功能食品原料 营养或调节生理活动的食品成分 人参皂苷、麦角硫因、四氢嘧啶、胶原蛋白 资料来源：CNKI、国泰君安证券研究 长期来看，健康理念推动减糖风尚，健康甜味剂市场空间持续扩张。有研究表明，过量摄入游离糖会导致龋齿，糖尿病等疾病的发病率提高。《中国居民膳食指南（2022）》强调控制添加糖的摄入量，每天不 超过50g，最好控制在25g以下；不喝或少喝含糖饮料。随着居民收入水平和生活质量的提高，对健康生活的意识也逐步提升，低糖饮食逐渐成为流行趋势，由此带动国内甜味剂市场水平提高。国外多国的“糖税”政策的影响下，减糖、控糖逐渐备受消费者推崇，低糖/无糖食品迎来了更大的市场需求，从而带动了甜味剂产品需求的快速扩 张。 表2：食盐、烹调油、添加糖的推荐摄入量和酒精的控制摄入量（单位：g/d） 项目 幼儿 儿童 成人 2岁~ 4岁~ 7岁~ 11岁~ 14岁~ 18岁~ 65岁~ 食盐 <2 <3 <4 <5 <5 <5 <5 烹调油 15~20 20~25 20~25 25~30 25~30* 添加糖 - <50，最好<25;不喝或少喝含糖饮料 酒精 0 如饮酒，不超过15 注：*轻身体活动水平 资料来源：《中国居民膳食指南(2022)》，国泰君安证券研究 国家 日期 措施 墨西哥 2014年 对含糖饮料额外征税10%对非必须高卡路里实物征税8% 智利 2014年 对含糖饮料征税，同时对无糖饮料减税 表3：糖税政策收紧 葡萄牙 2017年2月 对糖含量低于80g/L的饮料征税0.15欧元对糖含量高于80g/L的饮料征税0.3欧元 沙特阿拉伯 2017年6月 对能量饮料和碳酸饮料分别征税100%和50% 印度 2017年7月 对果汁或果肉饮料征税12%对含糖碳酸饮料征税40% 法国 2017年10月 将对含糖饮料征收的固定5欧元/100L改为累进制，含糖量越高则税费越高，含糖量在11g/100mL以上的饮料需缴纳20欧元/100L 英国 2018年1月 所有软饮料糖税分每100mL含糖5g以上或8g以上两档，最高税20% 资料来源：三元生物招股书，国泰君安证券研究 图1：甜味剂分类 甜味剂种类丰富，可以满足多种不同的需求。甜味剂指为食品提供甜味的的食品添加剂，目前我国批准使用的甜味剂有二十余种。不同的甜味剂具有不同的风味、甜度和口感，高倍甜味剂和赤藓糖醇几乎不 提供能量，加入食品中可以实现减糖不减甜的目的。 资料来源：《食糖与代糖的博弈及发展趋势分析》，国泰君安证券研究 表4：不同甜味剂的甜味特征及口感对比 甜味剂 甜味呈现速度 风味特征 甜味持续时间 （s） 甜味 甘草味 苦味 涩味 金属味 清凉感 甜后 味 苦后味 涩后味 甘草后味 糖精钠 适中 √ √ √ √ √ √ √ 10-30 安赛蜜 适中 √ √ √ √ √ 10-30 甜蜜素 适中 √ √ √ √ 10-30 三氯蔗 糖 适中 √ √ √ √ 10 罗汉果 快 √ √ √ √ √ √ 30 甜菊糖 快 √ √ √ √ √ √ √ >60 资料来源：三元生物招股书，国泰君安证券研究 1.1.化学合成甜味剂甜度高，性价比卓越 甜味剂目前已发展到第六代，安全和高甜价比是其发展趋势。第一代 甜味剂糖精与第二代甜味剂甜蜜素因安全性问题已被逐渐淘汰或流入 低端市场。第三代甜味剂阿斯巴甜，甜度为蔗糖的200倍，目前已得到广泛的使用，但阿斯巴甜代谢产生的苯