文：Wendy
來(lái)源：食研匯FTA（ID：FTA_21FOOD）
代糖革命從未停歇。在長(zhǎng)達(dá)百年的時(shí)間內(nèi)，人工代糖經(jīng)歷了6次更新迭代，并逐漸被天然代糖所取代，近期“阿斯巴甜”風(fēng)波更是加速了人工代糖被取代的步伐。
作為天然代糖的老牌明星原料，甜菊糖苷的需求持續(xù)增長(zhǎng)，據(jù)Innova Market Insights數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去10年（2011-2021年）全球含甜菊糖苷的新品上市量年復(fù)合增長(zhǎng)率為21.9%，大部分新品發(fā)布集中在北美、亞洲和西歐。飲料仍是甜菊糖苷新品發(fā)布的主要品類(lèi)，此外，運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)品、乳制品、零食和糖果也出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)，甜點(diǎn)、冰淇淋和烘焙產(chǎn)品等新品類(lèi)也開(kāi)始逐漸涉及。甜菊糖苷因其天然性和幾乎零熱量值的特點(diǎn)在食品和飲料行業(yè)備受關(guān)注，但是其后苦味和不良余味是影響其應(yīng)用的一個(gè)重大障礙。所以改善口感問(wèn)題和理化特性（比如純度和溶解度），是下一代甜菊糖苷的研究方向。甜菊糖苷是從甜葉菊中提取的一類(lèi)甜味物質(zhì)，被譽(yù)為世界“第三代天然零熱量（零卡路里）健康糖源”。甜葉菊是菊科的一種多年生小灌木，原產(chǎn)于巴拉圭、巴西和阿根廷，多個(gè)世紀(jì)以來(lái)，當(dāng)?shù)厝嗣褚恢睂⑻鹑~菊的葉子用于藥物和使飲料變甜，比如馬黛茶。植物學(xué)家Moises Santiago Bertoni于1887年首次將甜葉菊推向世界其他地區(qū)，截止到目前，阿根廷、巴西、哥倫比亞、巴拉圭、中國(guó)、日本、馬來(lái)西亞、韓國(guó)、越南、以色列、澳大利亞、肯尼亞、美國(guó)和歐洲等國(guó)都在進(jìn)行甜葉菊的商業(yè)種植。我國(guó)是全球最大的甜葉菊出口國(guó)，產(chǎn)量占全球的8成，其中美國(guó)是我國(guó)甜葉菊的主要出口地。1931年，兩位法國(guó)化學(xué)家Bridel 和 Lavielle從甜葉菊中分離出甜菊糖苷。全球范圍內(nèi)，已鑒定的甜菊糖苷超過(guò)40種，我國(guó)允許使用的甜菊糖苷主要有13種。通常，甜葉菊中含量排名前三的甜菊糖苷分別是甜菊苷（4-13% w/w總干重）、瑞鮑迪苷A(2-4%w/w總干重）和瑞鮑迪苷C（1-2% w/w總干重），瑞鮑迪苷 D和瑞鮑迪苷M在甜葉菊中的含量非常少（約0.4-0.5% w/w總干重）。 我國(guó)允許使用的13種甜菊糖苷/食研匯整理制圖甜菊苷和Reb A的后苦味及不良余味限制了它們的應(yīng)用，Reb D和Reb M因?yàn)榱己玫目诟虚_(kāi)始被逐漸關(guān)注，它們也是下一代甜菊糖苷的主要類(lèi)別。由于Reb D和Reb M在甜葉菊中的含量非常少，很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，科學(xué)家們正在不斷嘗試各種手段來(lái)提高Red D和Reb M的產(chǎn)量。目前主要有3種不同的生產(chǎn)技術(shù)，包括育種法、生物轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法。其中生物轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法所使用的酶或微生物均從最終產(chǎn)品中去除，留下純化的甜菊糖苷。育種法是培育高含量Reb M、Reb D或其他特殊糖苷的甜葉菊品種，也是更天然的一種方式，不過(guò)這種方式需要大量的試錯(cuò)時(shí)間。譜賽科的Starleaf甜葉菊可以產(chǎn)生更多的Reb D和Reb M，比常規(guī)的要高出20%。近期，浩天藥業(yè)專(zhuān)為乳制品應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的100%植物基天然甜菊糖系列產(chǎn)品SoPure? Galaxy也是通過(guò)育種法而制備的下一代甜菊糖苷，據(jù)悉，浩天對(duì)甜葉菊品種進(jìn)行了十余年的改良，目前主要種植的品種有4種，分別是高RA含量、高TSG含量、高STV以及高RM、RD含量品種。生物轉(zhuǎn)化法是通過(guò)特定的酶將從甜葉菊中提取的Reb A或甜菊苷轉(zhuǎn)化為目標(biāo)甜菊糖苷，比如Reb M、Reb D 或其他特殊的糖苷，酶源自轉(zhuǎn)基因微生物，主要來(lái)自畢赤酵母和大腸桿菌的非產(chǎn)毒非致病性菌株，這些經(jīng)過(guò)基因改造的菌種可以產(chǎn)生葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶和蔗糖合酶。2022年年末，譜賽科的生物轉(zhuǎn)化甜菊糖苷(Reb D, Reb M和Reb AM)系列在歐盟獲得批準(zhǔn)；今年5月份，Sweegen通過(guò)生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的Reb M獲得在英國(guó)使用的完全授權(quán)；近期，Icon Foods 推出Stevia Sweet RM95，Reb M的濃度不低于95%，Stevia Sweet RM95在美國(guó)制造，由秘魯種植的甜葉菊進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。發(fā)酵生產(chǎn)是指利用酵母菌（一般為轉(zhuǎn)基因微生物）發(fā)酵，將糖轉(zhuǎn)化為目標(biāo)甜菊糖苷，如 Reb M 和 Reb D 或其他獨(dú)特的糖苷。發(fā)酵甜菊糖苷具有清爽和極為類(lèi)似糖的口感，可幫助食品飲料在減糖的同時(shí)保持和原來(lái)一致的口感。與植物提取來(lái)源的甜菊糖苷相比，發(fā)酵甜菊糖苷使用的原料主要為葡萄糖和蔗糖，可保持穩(wěn)定的生產(chǎn)和供應(yīng)，成本也低于甜葉菊提取物。盡管起步成本較高，但建立規(guī)模化生產(chǎn)，發(fā)酵的成本優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，另外發(fā)酵生產(chǎn)還具有可擴(kuò)展性，如果需要增加額外的產(chǎn)能，只需要添加發(fā)酵罐即可。2018年，嘉吉和帝斯曼建立合資企業(yè)Avansya，旨在通過(guò)發(fā)酵法生產(chǎn)甜菊糖苷Reb M，發(fā)酵法主要原料是玉米葡萄糖，酵母菌為基因工程面包酵母。來(lái)自加利福尼亞的Amyris公司，通過(guò)基因改造后的酵母菌菌株，將蔗糖轉(zhuǎn)化為Reb M。糖基化生產(chǎn)是使用酶（一般為環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶和α-淀粉酶）將葡萄糖基選擇性引入甜菊糖苷分子中，從而制成葡萄糖基甜菊糖苷（也被稱(chēng)為酶改性甜菊糖苷），酶主要來(lái)源于嗜熱脂肪芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的非產(chǎn)毒非致病菌株。與甜菊糖苷相比，具有降低甜菊糖苷天然苦味、提高溶解度等優(yōu)點(diǎn)。日本和韓國(guó)是較早使用葡萄糖基甜菊糖苷的國(guó)家，日本食品添加物公定書(shū)和韓國(guó)藥典中均收錄了葡萄糖基甜菊糖苷相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法；2011年，F(xiàn)DA首次通報(bào)酶改性甜菊糖苷通過(guò)GRAS認(rèn)證，可作為甜味劑應(yīng)用于多種食品中，此后又相繼通報(bào)了6種酶改性甜菊糖苷通過(guò)了GRAS認(rèn)證，F(xiàn)AD的最新通知是關(guān)于浩天藥業(yè)的兩種酶改性甜菊糖苷：1）SoPure SteviaTM糖基化甜菊糖苷，GSG 80（總甜菊糖苷含量≥80%，其中糖基化甜菊糖苷含量≥75%，糊精含量≤20%）；2）GSG 95（總甜菊糖苷含量≥95%，其中糖基化甜菊糖苷含量≥75%，糊精含量≤5%）。此外FEMA在 2018 年批準(zhǔn)多種規(guī)格的酶改性甜菊糖苷為食用香精；JECFA 在 2021 年 2 月舉行的第 91 次會(huì)議上對(duì) 2019 年通過(guò)的框架進(jìn)行了修訂，制定了使用四種不同方法生產(chǎn)甜菊糖苷的規(guī)范，其中包括“酶改性葡萄糖基化甜菊糖苷”的規(guī)范；歐盟于2022年2月通過(guò)了葡萄糖基甜菊糖苷作為食品添加劑的安全評(píng)估。在我國(guó)，依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 2760-2014以及國(guó)家衛(wèi)計(jì)委2016年第8號(hào)公告，葡萄糖基甜菊糖苷可作為食品添加劑中的食用香料使用，應(yīng)用于除GB 2760-2014表B.1之外的各類(lèi)食品中，用量為按生產(chǎn)需要適量使用。目前有多家企業(yè)生產(chǎn)葡萄糖基甜菊糖苷，包括泰萊集團(tuán)、浩天藥業(yè)、盈嘉合生、BGG、金禾實(shí)業(yè)、康美達(dá)生物、奧晶生物、清怡食品等。盈嘉合生甜菊糖苷 GIAVIA Plus 系列將多種甜菊糖苷進(jìn)行不同比例復(fù)配，甜度約為蔗糖甜度的200-300倍，熱量?jī)H為蔗糖的1/125左右，攝入人體后不被吸收，易溶于水，與 Reb A 相比，苦味和后苦味有較為明顯的改善，甜味純正、飽滿(mǎn)、干凈，殘留味短，沒(méi)有明顯的酸味、金屬味、澀味等不良后味。作為高強(qiáng)度的甜味劑，甜菊糖苷（主要是Reb A、Reb B）甜味起效相對(duì)較慢，且甜味激增，并容易產(chǎn)生持久的余味，赤蘚糖醇可以改變甜味的時(shí)間曲線(xiàn)，并可以消除一些拖尾。三元生物天綠原品牌將甜菊糖苷和赤蘚糖醇以共結(jié)晶技術(shù)進(jìn)行復(fù)配，具有赤蘚糖醇和甜菊糖苷原有的功能特別，該產(chǎn)品能在絕大多數(shù)領(lǐng)域取代蔗糖、木糖醇及其他人工甜味劑。Icon Foods將甜葉菊、阿洛酮糖、羅漢果甜苷三者結(jié)合，推出品牌KetoseSweet+，據(jù)稱(chēng)，KetoseSweet+風(fēng)味非常中性，口感與糖非常相似，適用于碳酸飲料和非碳酸飲料、烘焙食品、冷凍甜點(diǎn)、糖漿、口香糖和糖果等，可以通過(guò)美拉德反應(yīng)促進(jìn)水分結(jié)合和褐變等功能的改進(jìn)。Icon Foods還推出了一種復(fù)配甜味劑Iconisweet，其特點(diǎn)是融合了赤蘚糖醇、甜菊糖苷、羅漢果甜苷和阿洛酮糖，據(jù)Icon Foods表示，這種混合物發(fā)揮了每種甜味劑的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了各自的缺點(diǎn)，比如赤蘚糖醇和阿洛酮糖能中和甜菊糖苷和羅漢果甜苷的口感；阿洛酮糖可抵消赤蘚糖醇的清涼口感和吸熱特性，使其結(jié)晶度降低，并降低冷凍食品的冰點(diǎn)，參與美拉德反應(yīng)。后疫情時(shí)代，中國(guó)消費(fèi)者更加注重健康飲食，據(jù)億歐智庫(kù)數(shù)據(jù)，中國(guó)有44%的消費(fèi)者更注意控糖控脂，中國(guó)消費(fèi)者對(duì)健康飲食的需求增長(zhǎng)高于全球整體水平。隨著消費(fèi)者健康意識(shí)不斷增強(qiáng)，國(guó)家/地區(qū)控糖政策不斷推進(jìn)，減糖需求逐年攀升。
雖然消費(fèi)者具有很強(qiáng)的減糖意識(shí)，但是他們并不想犧牲甜味，所以具有低/零熱量、低/零卡路里、不會(huì)導(dǎo)致血糖升高但是同樣能賦予食物甜味的代糖成為消費(fèi)者追求健康的替代品。消費(fèi)者對(duì)于代糖的需求已經(jīng)從“增甜”變成“健康”，這也催生了更多天然甜味劑的推出和迭代。
但目前，天然甜味劑的種類(lèi)比較集中，縱觀全球市場(chǎng)，使用度較高的主要有甜菊糖苷、羅漢果甜苷、糖醇類(lèi)（比如赤蘚糖醇）、稀少糖（比如阿洛酮糖、塔格糖）和甜味蛋白等（比如索馬甜），雖然也會(huì)新出其他天然甜味劑，但是在全球的應(yīng)用占比相對(duì)較少。
相較于其他天然甜味劑，甜菊糖苷家族成員豐富，且“性格迥異”，所以甜菊糖苷的迭代一直在進(jìn)行，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始布局下一代甜菊糖苷，當(dāng)甜菊糖苷的限制被打破，或許未來(lái)會(huì)成為下一個(gè)“赤蘚糖醇”，同時(shí)也將掀起新的代糖革命，這場(chǎng)代糖革命最終會(huì)走向何方，我們持續(xù)關(guān)注。
[1]Samuel P, Ayoob KT, Magnuson BA, W?lwer-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]青山資本-糖，不是那么偉大的作品|青山資本2022年中消費(fèi)報(bào)告[3]GB 1886.355-2022 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 甜菊糖苷》[4]Olsson K, Carlsen S, Semmler A, Simón E, Mikkelsen MD, M?ller 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]食研匯-2022全球天然甜味劑市場(chǎng)盤(pán)點(diǎn)：內(nèi)卷的赤蘚糖醇、進(jìn)擊的阿洛酮糖......
