甜味剂行业研究：减糖趋势下生物制造赛道新机会

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 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，   02 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：  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）。 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；  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  细分品类中，茶饮料、风味水饮料、酸奶/酸乳饮料位于前列。 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 390万吨；35%121万吨 374万吨112万吨 227万吨30%68万吨 422万吨139万吨 以应用领域测算，甜味剂还有440万吨食糖甜度的增量空间 人工甜味剂天然甜味剂  由8.16%迅速增长至29.41% 41%的人会选择天然甜味剂 赤藓糖醇+三氯蔗糖+木糖醇 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+木糖醇+甘露醇 麦芽糖醇+山梨糖醇+木糖醇 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+赤藓糖醇 麦芽糖醇液+赤藓糖醇+甜菊糖苷 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 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 •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 复配是最具潜力的应用方式 安全性存在质疑 •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 •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。 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。    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%。 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。 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。 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” 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。 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。 甜价比人工合成类甜味剂的甜价比显著较高，因而更具经济性。安全性是驱动甜味剂产品升级的重要推动力。 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。 阿斯巴甜，又称天门冬酰苯丙胺酸甲酯，自1965年被发现，1981年被美国食品与药物管理局（FDA）正式批准作为食品添加剂； 应用最广的甜味剂之一，甜度约为蔗糖的200倍，热量仅为蔗糖的1/200 在水中的溶解度极低且不耐高温，也不能用于需高温处理的食品中； 作为强力甜味剂和风味增效剂广泛应用在各种食品、饮料或医药品中，截至2010年，已经在100多个国家使用，我国于1986年批准在食品和饮料中使用。 安全性 •被联合国食品添加剂委员会列为一般认为安全级，是人工甜味剂中安全研究较为彻底的产品； •阿斯巴甜在人体内可以被水解成天冬氨酸、苯丙氨酸、甲醇，其中苯丙氨酸对苯丙酮酸尿患者不利，在我国食品中使用范围和用量限制严格；•2023年7月，世卫组织发布消息，称阿斯巴甜“可能对人类致癌”。 我国是阿斯巴甜主要的生产国与出口国，截止2023年我国阿斯巴甜的年总产能已经达到了4.4万吨，另有2.9万吨/年的规划产能，头部厂家如江苏汉光、常州光辉等均为非上市公司； 近几年我国阿斯巴甜出口量稳定在1.65万吨量级以上，实际销量占据全球七成左右。海外的产商比如Nutrasweet、Ajinomoto、Daesang等由于成本相对较高，近几年实际产量有限； 随着国内外健康观念的进一步加强、天然无害的功能性代糖普及，以及阿斯巴甜本身健康风险的披露，阿斯巴甜市场进一步发展或存在挑战。  是一种对人体十分安全的惰性无营养型甜味剂，相同甜度下安赛蜜成本约是蔗糖的6.2%； 食品、饮料、口腔保健、化妆品及药剂等领域中 安全性 •是世界上使用较安全的高倍甜味剂之一，通过了多个国际组织机构和国家权威性研究机构经过20多年的独立毒理学实验和严格的毒理审查；•长期过量食用磺胺类超标的食品,会对人体的健康造成危害,影响肝脏和神经系统。 截止2024年5月，安赛蜜国内市场价格为3.6-3.7万元/吨，成本约为2万元/吨； 2023年安赛蜜全球年消费量约3.7万吨，折合市场规模约13.3亿人民币； 安赛蜜生产难度大，行业进入壁垒较高，产能主要集中于中国，金禾实业与醋化股份作为头部厂商，2023年市占率接近75%。海外仅德国Nutrinova具备0.35万吨安赛蜜年产能，其产品主要供给欧洲市场，与国内厂商竞争关系较弱。 ，是唯一一种以蔗糖为原料的甜味剂因其极高的性价比，且具有安全稳定、口感纯正的特点，在任何复配场景都可使用。 安全性 •适量的食用对人体健康是安全的。但有研究发现三氯蔗糖及其水解产物具有一定毒性，如能降低小鼠与人类的精子活力。因此三氯蔗糖毒性问题有待进一步研究。•三氯蔗糖不会影响血糖值,糖尿病人对其也具有较好耐受性。 三氯蔗糖甜度为蔗糖的600倍，相同甜度下三氯蔗糖成本约是蔗糖的8.0%； 2016-2021年，三氯蔗糖需求量由0.94万吨增长至1.7万吨，CAGR在16%左右； 三氯蔗糖目前处于产能过剩状态，产能主要集中在国内。截至2023年，国内三氯蔗糖名义产能合计2.86万吨，海外仅有英国泰莱拥有3500吨产能； 目前全球甜味配料市场仍由蔗糖主导，而三氯蔗糖占比较低，具有很大的提升空间。三氯蔗糖作为甜价比与安全性更高的人工代糖，市场规模有望进一步增长； 由于三氯蔗糖行业生产需要用到大量的化工原料，会对环境造成大量的有机污染，我国于2021年将三氯蔗糖行业列入高污染行业。 最为常见的甜味解决方案 功能性糖醇通常具备例如保湿、保鲜、非结晶等特性，于食品饮料行业日化、医药、保健品、饲料 市场集中度较高CR5*达80% 山梨糖醇是最大的细分种类 中国糖醇市场规模由17年的54.22亿元增长至21年的89.78亿元，CAGR达13.4%；糖醇产销规模也随之稳步扩张，2021年我国糖醇产量为154.38万吨，同比增长12.31%；销量为138.01万吨，同比增长11.98%。  具有低热量、不至龋齿、低血糖的特性 •木糖催化加氢合成木糖醇，工艺成熟、原料可控；•需在高温高压下进行，产物比较杂，分离产物比较困难；•生产成本较高，价格约是蔗糖价格的5倍以上。 •利用基因编辑后的菌株，以木糖为底物通过细胞工厂生产木糖醇；•简化了生产过程，可在常温常压下进行生产；•不产生污染，相比化学法更加更加安全、节能。 2022年我国木糖醇产量达7.51万吨，同比增长7.2%；其中出口量达5.13万吨，同比增长21.6%。目前我国木糖醇部分龙头企业为华康股份、豫鑫糖醇、龙力生物等； 2022年全球木糖醇市场规模到达到了69.21亿元，预计到2028年市场规模将达到102.14亿元，随着下游需求的恢复，木糖醇市场维持稳定增长的状态； 木糖醇的主要应用为口香糖领域和糖果巧克力领域，占比达到82%；由于日益增长的肥胖及糖尿病患者对无糖食品的需求以及消费者对健康食品的需求逐步提升，未来木糖醇的应用领域会扩展至医药、个人护理等健康相关领域。 国内生物木糖醇逐渐起步，依镁生物、圣泉集团等公司开始生产生物木糖醇，其中依镁生物生物法木糖醇项目于2023年7月初正式开工，投产后可达到木糖醇1万吨、甘露醇3000吨。 甜度是蔗糖的60%-70%食品、医药和化工等领域 生物发酵法生产赤藓糖醇安全且易于控制，是目前主要的生产方法。 三元生物为国内赤藓糖醇厂家的代表企业。2019年公司赤藓糖醇产量为2.67万吨，占国内赤藓糖醇总产量的54.90%，全球总产量的32.94%。同年，元气森林迎来爆火，零糖气泡水的成绩也带火了赤藓糖醇，三元生物毛利接近50%； 赤藓糖醇产能主要集中在中国，三元生物市占率全球第一； 目前赤藓糖醇呈现供大于需。虽然国内产能已经超过了50万吨，2022年中国赤藓糖醇产量为13.9万吨，产能利用率极低，多数为闲置产能； 三元生物虽具备规模优势，但毛利率依然承压。2022年大批新建产能投入市场，新进产能过剩，公司毛利率