文：Wendy
来源：食研汇FTA（ID：FTA_21FOOD）
代糖革命从未停歇。在长达百年的时间内，人工代糖经历了6次更新迭代，并逐渐被天然代糖所取代，近期“阿斯巴甜”风波更是加速了人工代糖被取代的步伐。
作为天然代糖的老牌明星原料，甜菊糖苷的需求持续增长，据Innova Market Insights数据显示，过去10年（2011-2021年）全球含甜菊糖苷的新品上市量年复合增长率为21.9%，大部分新品发布集中在北美、亚洲和西欧。饮料仍是甜菊糖苷新品发布的主要品类，此外，运动营养品、乳制品、零食和糖果也出现了显著增长，甜点、冰淇淋和烘焙产品等新品类也开始逐渐涉及。甜菊糖苷因其天然性和几乎零热量值的特点在食品和饮料行业备受关注，但是其后苦味和不良余味是影响其应用的一个重大障碍。所以改善口感问题和理化特性（比如纯度和溶解度），是下一代甜菊糖苷的研究方向。甜菊糖苷是从甜叶菊中提取的一类甜味物质，被誉为世界“第三代天然零热量（零卡路里）健康糖源”。甜叶菊是菊科的一种多年生小灌木，原产于巴拉圭、巴西和阿根廷，多个世纪以来，当地人民一直将甜叶菊的叶子用于药物和使饮料变甜，比如马黛茶。植物学家Moises Santiago Bertoni于1887年首次将甜叶菊推向世界其他地区，截止到目前，阿根廷、巴西、哥伦比亚、巴拉圭、中国、日本、马来西亚、韩国、越南、以色列、澳大利亚、肯尼亚、美国和欧洲等国都在进行甜叶菊的商业种植。我国是全球最大的甜叶菊出口国，产量占全球的8成，其中美国是我国甜叶菊的主要出口地。1931年，两位法国化学家Bridel 和 Lavielle从甜叶菊中分离出甜菊糖苷。全球范围内，已鉴定的甜菊糖苷超过40种，我国允许使用的甜菊糖苷主要有13种。通常，甜叶菊中含量排名前三的甜菊糖苷分别是甜菊苷（4-13% w/w总干重）、瑞鲍迪苷A(2-4%w/w总干重）和瑞鲍迪苷C（1-2% w/w总干重），瑞鲍迪苷 D和瑞鲍迪苷M在甜叶菊中的含量非常少（约0.4-0.5% w/w总干重）。甜菊苷和Reb A的后苦味及不良余味限制了它们的应用，Reb D和Reb M因为良好的口感开始被逐渐关注，它们也是下一代甜菊糖苷的主要类别。由于Reb D和Reb M在甜叶菊中的含量非常少，很难实现商业化生产，科学家们正在不断尝试各种手段来提高Red D和Reb M的产量。目前主要有3种不同的生产技术，包括育种法、生物转化法和发酵法。其中生物转化法和发酵法所使用的酶或微生物均从最终产品中去除，留下纯化的甜菊糖苷。育种法是培育高含量Reb M、Reb D或其他特殊糖苷的甜叶菊品种，也是更天然的一种方式，不过这种方式需要大量的试错时间。谱赛科的Starleaf甜叶菊可以产生更多的Reb D和Reb M，比常规的要高出20%。近期，浩天药业专为乳制品应用而开发的100%植物基天然甜菊糖系列产品SoPure™ Galaxy也是通过育种法而制备的下一代甜菊糖苷，据悉，浩天对甜叶菊品种进行了十余年的改良，目前主要种植的品种有4种，分别是高RA含量、高TSG含量、高STV以及高RM、RD含量品种。生物转化法是通过特定的酶将从甜叶菊中提取的Reb A或甜菊苷转化为目标甜菊糖苷，比如Reb M、Reb D 或其他特殊的糖苷，酶源自转基因微生物，主要来自毕赤酵母和大肠杆菌的非产毒非致病性菌株，这些经过基因改造的菌种可以产生葡萄糖基转移酶和蔗糖合酶。2022年年末，谱赛科的生物转化甜菊糖苷(Reb D, Reb M和Reb AM)系列在欧盟获得批准；今年5月份，Sweegen通过生物转化生产的Reb M获得在英国使用的完全授权；近期，Icon Foods 推出Stevia Sweet RM95，Reb M的浓度不低于95%，Stevia Sweet RM95在美国制造，由秘鲁种植的甜叶菊进行生物转化。发酵生产是指利用酵母菌（一般为转基因微生物）发酵，将糖转化为目标甜菊糖苷，如 Reb M 和 Reb D 或其他独特的糖苷。发酵甜菊糖苷具有清爽和极为类似糖的口感，可帮助食品饮料在减糖的同时保持和原来一致的口感。与植物提取来源的甜菊糖苷相比，发酵甜菊糖苷使用的原料主要为葡萄糖和蔗糖，可保持稳定的生产和供应，成本也低于甜叶菊提取物。尽管起步成本较高，但建立规模化生产，发酵的成本优势显而易见，另外发酵生产还具有可扩展性，如果需要增加额外的产能，只需要添加发酵罐即可。2018年，嘉吉和帝斯曼建立合资企业Avansya，旨在通过发酵法生产甜菊糖苷Reb M，发酵法主要原料是玉米葡萄糖，酵母菌为基因工程面包酵母。来自加利福尼亚的Amyris公司，通过基因改造后的酵母菌菌株，将蔗糖转化为Reb M。糖基化生产是使用酶（一般为环糊精葡萄糖基转移酶和α-淀粉酶）将葡萄糖基选择性引入甜菊糖苷分子中，从而制成葡萄糖基甜菊糖苷（也被称为酶改性甜菊糖苷），酶主要来源于嗜热脂肪芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的非产毒非致病菌株。与甜菊糖苷相比，具有降低甜菊糖苷天然苦味、提高溶解度等优点。日本和韩国是较早使用葡萄糖基甜菊糖苷的国家，日本食品添加物公定书和韩国药典中均收录了葡萄糖基甜菊糖苷相关质量标准和检测方法；2011年，FDA首次通报酶改性甜菊糖苷通过GRAS认证，可作为甜味剂应用于多种食品中，此后又相继通报了6种酶改性甜菊糖苷通过了GRAS认证，FAD的最新通知是关于浩天药业的两种酶改性甜菊糖苷：1）SoPure SteviaTM糖基化甜菊糖苷，GSG 80（总甜菊糖苷含量≥80%，其中糖基化甜菊糖苷含量≥75%，糊精含量≤20%）；2）GSG 95（总甜菊糖苷含量≥95%，其中糖基化甜菊糖苷含量≥75%，糊精含量≤5%）。此外FEMA在 2018 年批准多种规格的酶改性甜菊糖苷为食用香精；JECFA 在 2021 年 2 月举行的第 91 次会议上对 2019 年通过的框架进行了修订，制定了使用四种不同方法生产甜菊糖苷的规范，其中包括“酶改性葡萄糖基化甜菊糖苷”的规范；欧盟于2022年2月通过了葡萄糖基甜菊糖苷作为食品添加剂的安全评估。在我国，依据国标GB 2760-2014以及国家卫计委2016年第8号公告，葡萄糖基甜菊糖苷可作为食品添加剂中的食用香料使用，应用于除GB 2760-2014表B.1之外的各类食品中，用量为按生产需要适量使用。目前有多家企业生产葡萄糖基甜菊糖苷，包括泰莱集团、浩天药业、盈嘉合生、BGG、金禾实业、康美达生物、奥晶生物、清怡食品等。盈嘉合生甜菊糖苷 GIAVIA Plus 系列将多种甜菊糖苷进行不同比例复配，甜度约为蔗糖甜度的200-300倍，热量仅为蔗糖的1/125左右，摄入人体后不被吸收，易溶于水，与 Reb A 相比，苦味和后苦味有较为明显的改善，甜味纯正、饱满、干净，残留味短，没有明显的酸味、金属味、涩味等不良后味。作为高强度的甜味剂，甜菊糖苷（主要是Reb A、Reb B）甜味起效相对较慢，且甜味激增，并容易产生持久的余味，赤藓糖醇可以改变甜味的时间曲线，并可以消除一些拖尾。三元生物天绿原品牌将甜菊糖苷和赤藓糖醇以共结晶技术进行复配，具有赤藓糖醇和甜菊糖苷原有的功能特别，该产品能在绝大多数领域取代蔗糖、木糖醇及其他人工甜味剂。Icon Foods将甜叶菊、阿洛酮糖、罗汉果甜苷三者结合，推出品牌KetoseSweet+，据称，KetoseSweet+风味非常中性，口感与糖非常相似，适用于碳酸饮料和非碳酸饮料、烘焙食品、冷冻甜点、糖浆、口香糖和糖果等，可以通过美拉德反应促进水分结合和褐变等功能的改进。Icon Foods还推出了一种复配甜味剂Iconisweet，其特点是融合了赤藓糖醇、甜菊糖苷、罗汉果甜苷和阿洛酮糖，据Icon Foods表示，这种混合物发挥了每种甜味剂的优点，同时消除了各自的缺点，比如赤藓糖醇和阿洛酮糖能中和甜菊糖苷和罗汉果甜苷的口感；阿洛酮糖可抵消赤藓糖醇的清凉口感和吸热特性，使其结晶度降低，并降低冷冻食品的冰点，参与美拉德反应。后疫情时代，中国消费者更加注重健康饮食，据亿欧智库数据，中国有44%的消费者更注意控糖控脂，中国消费者对健康饮食的需求增长高于全球整体水平。随着消费者健康意识不断增强，国家/地区控糖政策不断推进，减糖需求逐年攀升。
虽然消费者具有很强的减糖意识，但是他们并不想牺牲甜味，所以具有低/零热量、低/零卡路里、不会导致血糖升高但是同样能赋予食物甜味的代糖成为消费者追求健康的替代品。消费者对于代糖的需求已经从“增甜”变成“健康”，这也催生了更多天然甜味剂的推出和迭代。
但目前，天然甜味剂的种类比较集中，纵观全球市场，使用度较高的主要有甜菊糖苷、罗汉果甜苷、糖醇类（比如赤藓糖醇）、稀少糖（比如阿洛酮糖、塔格糖）和甜味蛋白等（比如索马甜），虽然也会新出其他天然甜味剂，但是在全球的应用占比相对较少。
相较于其他天然甜味剂，甜菊糖苷家族成员丰富，且“性格迥异”，所以甜菊糖苷的迭代一直在进行，越来越多的企业开始布局下一代甜菊糖苷，当甜菊糖苷的限制被打破，或许未来会成为下一个“赤藓糖醇”，同时也将掀起新的代糖革命，这场代糖革命最终会走向何方，我们持续关注。
[1]Samuel P, Ayoob KT, Magnuson BA, Wölwer-Rieck U, Jeppesen PB, Rogers PJ, Rowland I, Mathews R. Stevia Leaf to Stevia Sweetener: Exploring Its Science, Benefits, and Future Potential. J Nutr. 2018 Jul 1;148(7):1186S-1205S. doi: 10.1093/jn/nxy102. PMID: 29982648.[2]青山资本-糖，不是那么伟大的作品|青山资本2022年中消费报告[3]GB 1886.355-2022 《食品安全国家标准 食品添加剂 甜菊糖苷》[4]Olsson K, Carlsen S, Semmler A, Simón E, Mikkelsen MD, Møller BL. Microbial production of next-generation stevia sweeteners. Microb Cell Fact. 2016 Dec 7;15(1):207. doi: 10.1186/s12934-016-0609-1. PMID: 27923373; PMCID: PMC5142139.[5]食研汇-2022全球天然甜味剂市场盘点：内卷的赤藓糖醇、进击的阿洛酮糖......
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