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“代糖”通常是指替代蔗糖、葡萄糖等传统糖类发挥甜味作用的食品添加剂，具有低热量或无热量的特点。

 

随着社会健康意识的不断提高，代糖越来越受到消费者的欢迎，被广泛应用于饮料、甜品、糖果等食品之中。

 

据统计，2022年全球代糖产品市场规模为189.6亿美元（约合1336亿元人民币），中国代糖产品的市场规模约为70亿元人民币。

 

代糖一般被分为人工代糖和天然代糖，而根据分子大小和结构类型的差异，天然代糖又可分为单糖、低聚糖、糖醇、糖苷和甜蛋白质五种类型。

 

与阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖等人工代糖相比，天然代糖具有更高的安全性，被一致认为是更具潜力的代糖品种。

 

不过，因曾长期依赖从植物中提取，天然代糖价格普遍较高，为大范围应用带来阻碍。

 

近年来，随着合成生物学的发展，生物合成为天然代糖提供了更加高效的生产方法，大大降低了制取成本，助推下游市场的快速发展。

 

作为全球重要的生产基地，我国代糖总产量多年来居世界第一，借助以合成生物学为代表的的技术变革，各企业正在开发更多高附加值的新型代糖产品，持续推动行业发展。

 

最完美的蔗糖替代者——Ｄ-阿洛酮糖

 

Ｄ-阿洛酮糖是一种自然界中存在但含量极少的一类单糖，其甜度为蔗糖的70%，但热量仅为蔗糖的0.3%，具有热量低、稳定性高、无吸湿性等优点。

 

因具有与蔗糖极为相近的口感及容积特性，Ｄ-阿洛酮糖成为当下最为理想的蔗糖替代品，市场前景广阔。

 

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近年来美国、日本、韩国、新加坡、墨西哥、智利等多个国家已经批准Ｄ-阿洛酮糖在食品中的应用。

 

国家卫健委于2024年5月发布公告，将“d-阿洛酮糖-3-差向异构酶”被列入食品工业用酶制剂新品种，被视为Ｄ-阿洛酮糖将在国内获批的重要信号。

 

目前，Ｄ-阿洛酮糖的现价约在3万元/吨，生物合成已成为主流方法，随着合成生物学推动效率的进一步提高，其未来价格有望降至1万元/吨左右，极大拓宽下游应用场景。

 

据统计，2023年全球D-阿洛酮糖市场规模达到了1.73亿美元，预计2030年将达到5.44亿美元，届时我国D-阿洛酮糖市场规模也将超过1亿美元。

 

当前全球主要生产厂商包括日本松谷（Matustani Chemical）、英国泰莱（Tate&lyle）、韩国三养（Samyang）、百龙创园、保龄宝等少数几家企业，三元生物、金达威、微元合成等多家公司正在加速扩张产能。

 

更养生的糖——Ｄ-塔格糖

 

Ｄ-塔格糖是一种天然的稀有单糖，结构与阿洛酮糖相似，其甜度是蔗糖的92%，热量只有蔗糖的三分之一。

 

不仅如此，Ｄ-塔格糖还具备抑制血糖、改善肠道菌群、抗龋齿、预防心脑血管疾病等多种有益的生理功能。

 

早在2001年，Ｄ-塔格糖便通过了美国的安全认定，此后在澳大利亚、韩国、欧洲等地也相继获批。

 

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2014年，我国批准D-塔格糖作为食品新原料，允许其在除了婴幼儿食品之外的各类食品中使用。

 

市场机构预测，全球塔格糖市场规模将从2023年的1.55亿美元扩大到2033年的2.43亿美元。

 

不过，受制于制备工艺上的挑战，D-塔格糖生产成本较高，动辄20-30万元/吨的昂贵价格为大规模应用带来阻力。

 

相较于天然提取和化学合成，近年来兴起生物合成法因条件温和、副产物少等优势而备受关注。

 

目前，生物法合成D-塔格糖普遍采用以D-半乳糖为底物，而D-半乳糖成本较高，限制了D-塔格糖的推广应用，

 

未来，以果糖、乳糖、麦芽糊精和淀粉等廉价底物生产D-塔格糖成为重要方向，合成生物学的发展为更多的解决方案带来可能。

 

美国Bonummose公司是全球领先的D-塔格糖生产企业，其声称具有专利酶技术，可以利用植物淀粉大规模生产塔格糖，生产成本降至2美元/kg以下，获得了美国糖业巨头ASR集团和知名糖果公司好时的投资。

 

在国内，林路生物、盈嘉合生、三元生物、益恒源等多家企业也在布局生物合成D-塔格糖，其中林路生物已完成了年产500吨生产线的建设，成为国内第一家塔格糖规模化生产企业。

 

老糖新生——甜菊糖苷

 

甜菊糖苷是从甜叶菊的叶、茎中提取出来的一种天然成分，其甜度为蔗糖甜度的200~300倍，热量仅为蔗糖的1/250左右。

 

据记载，人类食用甜菊糖苷的历史已有数百年，是继甘蔗、甜菜糖之外的“世界第三糖源”。
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作为一种广泛使用的甜味剂，甜菊糖苷已在美国、中国、欧盟、新加坡等多个国家和地区获批。

 

华福证券的研究显示，2020年全球甜菊糖苷的市场规模已达5.7亿美元，2027年预计可达10亿美元左右，我国有望成为全球增长最快的市场。

 

不过，与蔗糖相比，甜菊糖苷呈现出明显的后苦味，且存在挂舌感，提高了消费者的接受门槛。

 

近年来，基于合成生物学技术的生产工艺，相较于传统提取法，在经济、环保、效率、规模等方面均有优势，此外，还助推了口感的改善。

 

据悉，甜菊糖苷M（Reb M）是甜菊糖苷中口感最好的组分，但在甜叶菊中含量极低，而合成生物方法为这一稀缺成分的大规模制备提供路径，产出率可达植物提取法的50倍。

 

统计显示，2022年全球甜菊糖苷产能接近10000吨左右，主要生产厂商包括莱茵生物、浩天药业和晨光生物等，均采用传统植提法。

 

而弈柯莱生物、三元生物、盈嘉合生等企业布局的生物合成甜菊糖苷则因成本、纯度以及风味上的优势展现出更大的潜力，有望改变中国以及全球市场的竞争格局。

 

最有前景的甜蛋白——巴西甜蛋白

 

巴西甜蛋白是从一种非洲西部野生植物果实中提取的甜味蛋白质，甜度约为蔗糖的500-2000倍，是人类已知的最甜的天然物质之一。

 

巴西甜蛋白基本没有金属味、后苦味等口感，且拥有甜味持久和增添风味等优势，可被广泛应用于食品工业领域。

 

数据显示，2023年巴西甜蛋白的全球市场规模为5亿美元，预计到2029年，规模将达到7.9亿美元。

 

由于地处偏远且数量有限，传统植物提取方法面临高昂的种植、采集和运输成本，因此一些生物科技公司转向通过生物发酵、转基因工程等方法制备巴西甜蛋白。

 

美国公司Oobli通过精密发酵技术，使用酵母生产巴西甜蛋白，目前已筹集了3190万美元的资金。

 

2024年3月，Oobli使用该方法生产的新型甜味蛋白获FDA GRAS（公认安全）认证，成为业内首家，标志着生物合成巴西甜蛋白的合规性取得重大进展。

 

目前，添加了巴西甜蛋白的甜冰茶、柠檬水和巧克力棒等产品已经问世，公司还与跨国食品企业Grupo Bimbo 建立了伙伴关系。

 

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今年5月，合成生物龙头Ginkgo Bioworks与GreenLab达成合作，双方通过提高玉米粒中巴西甜蛋白的表达以及精密发酵技术，共同致力于巴西甜蛋白的商业规模生产。

 

此外，Cweet、Sweegen、Novel Foods Group等企业也在通过生物合成的方法推动规模化生产巴西甜蛋白。

 

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