文：Wendy
來源：食研匯FTA（ID：FTA_21FOOD）
代糖革命從未停歇。在長達百年的時間內，人工代糖經歷了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增長，據Innova Market Insights數據顯示，過去10年（2011-2021年）全球含甜菊糖苷的新品上市量年復合增長率為21.9%，大部分新品發布集中在北美、亞洲和西歐。飲料仍是甜菊糖苷新品發布的主要品類，此外，運動營養品、乳制品、零食和糖果也出現了顯著增長，甜點、冰淇淋和烘焙產品等新品類也開始逐漸涉及。甜菊糖苷因其天然性和幾乎零熱量值的特點在食品和飲料行業備受關注，但是其后苦味和不良余味是影響其應用的一個重大障礙。所以改善口感問題和理化特性（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甜味物質，被譽為世界“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，原產于巴拉圭、巴西和阿根廷，多個世紀以來，當地人民一直將甜葉菊的葉子用于藥物和使飲料變甜，比如馬黛茶。植物學家Moises Santiago Bertoni于1887年首次將甜葉菊推向世界其他地區，截止到目前，阿根廷、巴西、哥倫比亞、巴拉圭、中國、日本、馬來西亞、韓國、越南、以色列、澳大利亞、肯尼亞、美國和歐洲等國都在進行甜葉菊的商業種植。我國是全球最大的甜葉菊出口國，產量占全球的8成，其中美國是我國甜葉菊的主要出口地。1931年，兩位法國化學家Bridel 和 Lavielle從甜葉菊中分離出甜菊糖苷。全球范圍內，已鑒定的甜菊糖苷超過40種，我國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）。甜菊苷和Reb A的后苦味及不良余味限制了它們的應用，Reb D和Reb M因為良好的口感開始被逐漸關注，它們也是下一代甜菊糖苷的主要類別。由于Reb D和Reb M在甜葉菊中的含量非常少，很難實現商業化生產，科學家們正在不斷嘗試各種手段來提高Red D和Reb M的產量。目前主要有3種不同的生產技術，包括育種法、生物轉化法和發酵法。其中生物轉化法和發酵法所使用的酶或微生物均從最終產品中去除，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，不過這種方式需要大量的試錯時間。譜賽科的Starleaf甜葉菊可以產生更多的Reb D和Reb M，比常規的要高出20%。近期，浩天藥業專為乳制品應用而開發的100%植物基天然甜菊糖系列產品SoPure? Galaxy也是通過育種法而制備的下一代甜菊糖苷，據悉，浩天對甜葉菊品種進行了十余年的改良，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。生物轉化法是通過特定的酶將從甜葉菊中提取的Reb A或甜菊苷轉化為目標甜菊糖苷，比如Reb M、Reb D 或其他特殊的糖苷，酶源自轉基因微生物，主要來自畢赤酵母和大腸桿菌的非產毒非致病性菌株，這些經過基因改造的菌種可以產生葡萄糖基轉移酶和蔗糖合酶。2022年年末，譜賽科的生物轉化甜菊糖苷(Reb D, Reb M和Reb AM)系列在歐盟獲得批準；今年5月份，Sweegen通過生物轉化生產的Reb M獲得在英國使用的完全授權；近期，Icon Foods 推出Stevia Sweet RM95，Reb M的濃度不低于95%，Stevia Sweet RM95在美國制造，由秘魯種植的甜葉菊進行生物轉化。發酵生產是指利用酵母菌（一般為轉基因微生物）發酵，將糖轉化為目標甜菊糖苷，如 Reb M 和 Reb D 或其他獨特的糖苷。發酵甜菊糖苷具有清爽和極為類似糖的口感，可幫助食品飲料在減糖的同時保持和原來一致的口感。與植物提取來源的甜菊糖苷相比，發酵甜菊糖苷使用的原料主要為葡萄糖和蔗糖，可保持穩定的生產和供應，成本也低于甜葉菊提取物。盡管起步成本較高，但建立規?；a，發酵的成本優勢顯而易見，另外發酵生產還具有可擴展性，如果需要增加額外的產能，只需要添加發酵罐即可。2018年，嘉吉和帝斯曼建立合資企業Avansya，旨在通過發酵法生產甜菊糖苷Reb M，發酵法主要原料是玉米葡萄糖，酵母菌為基因工程面包酵母。來自加利福尼亞的Amyris公司，通過基因改造后的酵母菌菌株，將蔗糖轉化為Reb M。糖基化生產是使用酶（一般為環糊精葡萄糖基轉移酶和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（也被稱為酶改性甜菊糖苷），酶主要來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、提高溶解度等優點。日本和韓國是較早使用葡萄糖基甜菊糖苷的國家，日本食品添加物公定書和韓國藥典中均收錄了葡萄糖基甜菊糖苷相關質量標準和檢測方法；2011年，FDA首次通報酶改性甜菊糖苷通過GRAS認證，可作為甜味劑應用于多種食品中，此后又相繼通報了6種酶改性甜菊糖苷通過了GRAS認證，FAD的最新通知是關于浩天藥業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 年批準多種規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 次會議上對 2019 年通過的框架進行了修訂，制定了使用四種不同方法生產甜菊糖苷的規范，其中包括“酶改性葡萄糖基化甜菊糖苷”的規范；歐盟于2022年2月通過了葡萄糖基甜菊糖苷作為食品添加劑的安全評估。在我國，依據國標GB 2760-2014以及國家衛計委2016年第8號公告，葡萄糖基甜菊糖苷可作為食品添加劑中的食用香料使用，應用于除GB 2760-2014表B.1之外的各類食品中，用量為按生產需要適量使用。目前有多家企業生產葡萄糖基甜菊糖苷，包括泰萊集團、浩天藥業、盈嘉合生、BGG、金禾實業、康美達生物、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行不同比例復配，甜度約為蔗糖甜度的200-300倍，熱量僅為蔗糖的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、干凈，殘留味短，沒有明顯的酸味、金屬味、澀味等不良后味。作為高強度的甜味劑，甜菊糖苷（主要是Reb A、Reb B）甜味起效相對較慢，且甜味激增，并容易產生持久的余味，赤蘚糖醇可以改變甜味的時間曲線，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晶技術進行復配，具有赤蘚糖醇和甜菊糖苷原有的功能特別，該產品能在絕大多數領域取代蔗糖、木糖醇及其他人工甜味劑。Icon Foods將甜葉菊、阿洛酮糖、羅漢果甜苷三者結合，推出品牌KetoseSweet+，據稱，KetoseSweet+風味非常中性，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、糖漿、口香糖和糖果等，可以通過美拉德反應促進水分結合和褐變等功能的改進。Icon Foods還推出了一種復配甜味劑Iconisweet，其特點是融合了赤蘚糖醇、甜菊糖苷、羅漢果甜苷和阿洛酮糖，據Icon Foods表示，這種混合物發揮了每種甜味劑的優點，同時消除了各自的缺點，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，使其結晶度降低，并降低冷凍食品的冰點，參與美拉德反應。后疫情時代，中國消費者更加注重健康飲食，據億歐智庫數據，中國有44%的消費者更注意控糖控脂，中國消費者對健康飲食的需求增長高于全球整體水平。隨著消費者健康意識不斷增強，國家/地區控糖政策不斷推進，減糖需求逐年攀升。
雖然消費者具有很強的減糖意識，但是他們并不想犧牲甜味，所以具有低/零熱量、低/零卡路里、不會導致血糖升高但是同樣能賦予食物甜味的代糖成為消費者追求健康的替代品。消費者對于代糖的需求已經從“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，天然甜味劑的種類比較集中，縱觀全球市場，使用度較高的主要有甜菊糖苷、羅漢果甜苷、糖醇類（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），雖然也會新出其他天然甜味劑，但是在全球的應用占比相對較少。
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行，越來越多的企業開始布局下一代甜菊糖苷，當甜菊糖苷的限制被打破，或許未來會成為下一個“赤蘚糖醇”，同時也將掀起新的代糖革命，這場代糖革命最終會走向何方，我們持續關注。
[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年中消費報告[3]GB 1886.355-2022 《食品安全國家標準 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盤點：內卷的赤蘚糖醇、進擊的阿洛酮糖......
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