一、阿洛酮糖特点及优势
1、产品特征
阿洛酮糖即D-阿洛酮糖(D-Psicose),因从抗生素阿洛酮糖腺苷(psicofuranine)中分离而得名,是备受瞩目的新一代天然低倍甜味剂,口味特征、理化特性、生理功能、食用安全性等多维度优势显著,兼具口感和安全性优势。
阿洛酮糖也是自然界中分布极少的一种稀有单糖,是果糖的一种差向异构体,其化学式为C6H12O6,摩尔质量为180.156g/mol,熔点为109°C,少量存在于葡萄干、无花果、猕猴桃和红糖等天然食物中,其固体为白色粉末,水溶液为透明无色液体。
2、产品优势
在口感上,阿洛酮糖其甜味及口感与蔗糖相当类似或接近,约为蔗糖甜度的70%,但其热量却远低于蔗糖(每克阿洛酮糖热量值约为0.2-0.4卡,每克蔗糖热量3.89卡),对于肥胖以及糖尿病患者是一种理想的蔗糖代替物,且具有安全、口感柔和细致、甜味温和细致的特征,食用期间与之后都没有不良口感。阿洛酮糖是为数不多的能产生美拉德反应的代糖之一,因此可用于一些需要高温反应的食物。
阿洛酮糖与市面主流甜味剂相比的主要优势
主要特性 | 具体原因 |
口感/理化特性 | 甜度细致柔和接近蔗糖,与蔗糖相比热量更低(0.4kcal/g),且在各种温度下均拥有与高纯度蔗糖极为相似的、稳定的纯甜味 |
应用特性 | 高温和酸性环境下均有较强的稳定性,可产生美拉德反应,可应用于烘焙产品、调味品、低PH值的食品饮料中 |
安全性 | 不会被人体代谢,对肠道微生物具有较低的发酵利用度,不会引起肠胃不适,且具备降血糖血脂、抑制癌变、抗炎等生理功效。 |
低热减脂 | 进入人体几乎不发生代谢、不提供热量,并通过释放GLP-1作用于大脑,增强饱腹感,降低小肠对葡萄糖、果糖等糖类的吸收速率,从而减少人体内脂肪的积累。 |
保健功能 | 阿洛酮糖能提高血浆胰岛素浓度,降低血糖,增加肝糖原含量,对胰岛腺细胞有活化作用,未来在医药方面潜力巨大。 |
资料来源:观研天下数据中心整理
在健康方面,阿洛酮糖经肠道吸收后几乎不发生代谢、不提供热量,同时通过释放GLP-1(胰高血糖素样肽-1),作用于这些大脑区域的受体,从而最终导致食欲下降,饱腹感增强,能同时降低小肠对葡萄糖、果糖等糖类的吸收速率,从而减少人体内脂肪的积累。
并且,阿洛酮糖是α葡糖苷酶、α淀粉酶、麦芽糖酶和蔗糖酶等的弱抑制剂,可以抑制淀粉和二糖在胃肠道中代谢,并可以通过保护胰腺β细胞来抑制血糖升高,具备潜在的抗高血糖效果,因此阿洛酮糖有助于增加胰岛素敏感性并降低患2型糖尿病的风险。
此外,由于不会降低口腔中的pH值,不会增加患龋齿的风险,阿洛酮糖具有非致龋性。
二、阿洛酮糖生产方法
1、合成法
根据观研报告网发布的《中国阿洛酮糖行业发展现状研究与投资趋势调研报告(2022-2029年)》显示,阿洛酮糖的合成制取有生物合成法和化学合成法两种,化学合成存在着纯化步骤较复杂,会产生化学废料和无价值副产物等问题,同时化学合成甜味剂甜味往往不够纯正,因此应用并不广泛。
2、生物转化法
此外,生物转化法,最早由日本香川大学KenIzumori教授提出,目前行业内企业主要通过D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-psicose3-epimerase,DPE)实现D-果糖向D-阿洛酮糖的转化。主要是利用酶固定转化法制备,即对酶进行克隆表达、分离精制,然后通过适当的载体固定进行转化。
生物转化法通常单步反应即可获得目的产物,避免了保护和脱保护步骤,适用于制备复杂的化合物,不仅有利于降低工业化生产成本,而且反应条件温和、活性高、使用剂量低,无需有毒试剂,环境相容性好。
主要方法 | 生产过程 |
化学合成法 | 主要以葡萄糖为原料,以钼酸盐为催化剂制取阿洛酮糖,但化学合成法获得的混合物中阿洛酮糖含量不高,仅占0.5%,并且混合物中含有大量的副产物,如山梨糖、塔格糖等,后续提纯分离难度较大。 |
生物合成法 | 一项以枯草芽孢杆菌为基础制取差向异构酶的专利申请已获得通过,该方法生产的差向异构酶活性较传统方法的高50%以上,同时在阿洛酮糖生产过程中采用流加果糖的手段,最终产品中阿洛酮糖的含量可达99%,大幅优于同业。 |
生物转化法 | 成本低廉、较为环保,已成为当前的主流研究方向。生物法以D-果糖为原料,以D-阿洛酮糖 3-差向异构酶或D-塔格糖 3-差向异构酶催化 D-果糖发生差向异构反应,以制备阿洛酮糖。不同来源的差向异构酶活性不同,最终阿洛酮糖的收率也不同。 |
资料来源:观研天下数据中心整理
三、阿洛酮糖市场许可现状
美国FDA于2011年正式认证阿洛酮糖的安全性,允许D-阿洛酮糖作为膳食添加剂和部分食品配料,此后阿洛酮糖获得包括日本、韩国、加拿大、澳大利亚及新西兰在内的13个国家的法规许可。
2019年FDA最终将阿洛酮糖排除在总糖和添加糖之外,意味着阿洛酮糖可作为“0糖”成分用于食品饮料中,这一分类也更符合从阿洛酮糖生理功能特性。此项政策公布后,2020年北美含有阿洛酮糖的新产品数量与2019年相比增加了两倍。
近年阿洛酮糖美国政策情况统计
时间 | 美国政策 |
2011年 | 美国FDA正式批准阿洛酮糖为GRAS物质,允许D-阿洛酮糖作为膳食添加剂和部分食品的配料。 |
2016年 | 美国FDA规定阿洛酮糖需要计入营养标签,且每克阿洛酮糖需要计算为4大卡热量。 |
2019年 | 美国FDA同意从总糖和添加糖中除去阿洛酮糖,另外每克阿洛酮糖计算为0.4卡热量。 |
资料来源:观研天下数据中心整理
预计下一步阿洛酮糖的食品级应用有望在欧盟地区获批,英国、德国、法国等欧洲国家已在积极开发研究阿洛酮糖产品及制品,数家食品化工企业如CosunBeetCompany、宜瑞安、松谷化学和SamyangCorporation等,于2021年成立联盟AlluloseNovelFoodConsortium(ANFC),以推动欧盟和英国市场对阿洛酮糖的批准,以及在营养标签上的声明。
我国市场上,2021年8月国家卫健委已受理D-阿洛酮糖作为新食品原料的申请,我国阿洛酮糖食品级应用有望在1-3年内通过审批,预计国内可能在2023年下半年或2024年获批,欧盟预计可能在2022年获批。随着越来越多国家地区获批,阿洛酮糖市场将保持快速增长,前景广阔。
四、我国阿洛酮糖产能分布
阿洛酮糖制作工艺门槛较高,且单吨生产成本较高。随着研发深入及规模化生产的实现,阿洛酮糖整体成本有望逐步降低、毛利率逐步提升。
目前国内主要主要实现量产阿洛酮糖的企业为保龄宝、百龙创园。保龄宝2020年完成了阿洛酮糖中试生产线的改造,完成阿洛酮糖液体和固体的试生产,可生产晶体、液体阿洛酮糖,预计将建设年产3万吨阿洛酮糖项目,将其作为未来核心产品的重要组成。
2022年中国阿洛酮糖产能及预计产能分布
公司 | 产能及预计产能情况 |
保龄宝 | 2020年完成对阿洛酮糖试生产线的改造,预计建设年产3万吨产能,并将阿洛酮糖作为未来核心产品之一,可生产固体和液体的阿洛酮糖 |
百龙创园 | 2021年建设“年产1.5万吨结晶糖项目”,预计2023年建成后可获得阿洛酮糖5000吨产能 |
金禾实业 | 拟建设阿洛酮糖项目 |
中粮科技 | 已掌握阿洛酮糖加工技术 |
三元生物 | 预算830万元投入阿洛酮糖制备技术研发,500万元投入阿洛酮糖精制技术研发 |
资料来源:观研天下数据中心整理
五、阿洛酮糖市场应用现状
其中阿洛酮糖作为甜味剂,主要应用于调制乳、风味发酵乳、糕点、茶饮料、果冻等产品中,约55%用于食品,37%用于饮料,其他还有少部分用于医药。
数据来源:观研天下数据中心整理
据海外机构数据显示,2016年至2020年,全球阿洛酮糖的销售额复合年增长率达8.0%,2020年底,全球阿洛酮糖市场约达到2.1亿美,预计2030年阿洛酮糖全球市场将达到4.5亿美元。
数据来源:观研天下数据中心整理
六、阿洛酮糖市场应用前景
由于阿洛酮糖的种种优势和特殊功能,被美国食品导航网评价为最具潜力的蔗糖替代品,阿洛酮糖正在以飞跃式的速度成为美国食品饮料NPD的首选甜味剂之一,业内预测阿洛酮糖将成为甜菊糖、赤藓糖醇之后的下一个席卷全球的热门天然甜味剂。
2019年元气森林引爆“0糖、0脂肪、0卡路里”概念后,2020年我国人均赤藓糖醇消费量大幅增长近三倍。随着全球市场代糖产品的下游需求爆发、加之阿洛酮糖的口感好、稳定性高、耐高温、降血糖等优良代糖特性,随着未来2-3年技术进步,酶制剂成本下降,阿洛酮糖就有足够低的成本来替代蔗糖和果葡糖浆的现有市场。
数据来源:观研天下数据中心整理
预计未来国内应用放开后,无糖饮料规模增长将成为阿洛酮糖需求增长的核心驱动,同时,目前很多主流代糖在高温环境下难以保持性状稳定,由于阿洛酮糖不仅能保持稳定,同时还能产生与普通糖类一样的美拉德反应,制作出有完美焦糖风味、湿润度和颜色的低糖烘焙产品,并且基于其保水性还能延长烘焙产品保质期、保持湿度和稳定的硬度,阿洛酮糖在烘焙行业中有其他代糖难以匹敌的优势。
阿洛酮糖口感接近蔗糖,且具有出色的适用灵活性、加工稳定性和高溶解性,故能有效代替糖在各种食品应用中广泛适用。饮料、烘焙、乳制品、调味品、糖果等食品领域乃至肥胖症、糖尿病人等医药保健领域的应用领域都将持续拓宽,伴随国内工艺技术升级带动性价比提升,预计未来阿洛酮糖政策端国内法规放开后,市场规模将有较大的想象空间。(xlx)
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