陆婉瑶,王 健,2,孟庆佳,王 宝,2,车夏宁,赵抒娜,2*
(1中粮营养健康研究院有限公司,老年营养食品研究北京市工程实验室,营养健康与食品安全北京市重点实验室,北京102209;2中粮屯河糖业股份有限公司,农业部糖料与番茄质量安全控制重点实验室,新疆昌吉831100)
近年来,随着生活水平的提高,人们的饮食模式也向着高脂肪、高热量、高糖膳食摄入的方向发展,更易引发慢性疾病,对健康产生不良影响。目前减少添加糖的摄入日益受到世界范围的关注,很多国家和地区均已将降糖提升到国家强制管控层面。全球政策的引导加速了减糖食品产业的发展和新产品的上市,满足人们对健康食品的需求。低糖、代糖食品正在成为新的趋势。本文通过英敏特数据库检索,对近十年全球食糖终端消费市场的减糖产品品类以及变化趋势进行分析梳理,结合国内小包装食糖产品现状,对制糖企业未来发展趋势及机会点提出参考建议。
糖和含糖食品能够满足人们的口感需求,然而过量食用也会成为人类健康的隐形杀手。世界卫生组织(WHO)于 2015年发布了成年人和儿童食糖摄入指南,指南通过Meta分析、队列分析等手段研究了游离糖(Free sugar)摄入与非流行性疾病(NCDs)的关系,得出如下结论:游离糖的摄入会导致人体总能量摄入过多,降低高营养素形式能量的摄入,从而导致2型糖尿病、心脑血管疾病、高血压、龋齿患病风险增加[1-2]。食用超过人体需求的含糖食品还会导致过多的能量在体内蓄积,最终逐渐转化成脂肪,导致人体肥胖[3]。基于科学的统计与论证,WHO强烈建议无论是成人还是儿童,游离糖的摄入量最好低于人体所需总能量的10%,在一定条件下,最好低于5%[4]。欧美及澳洲等人均食糖消费较高的国家和地区很早以前就开始关注过多摄入食糖的潜在危害,为了降低食糖的人均消费,这些国家政府部门自 2000年后陆续开始对含糖食品和饮料征税(见表1)[5-7]。通过糖税制度的调控,可以提高企业生产高糖食品和饮料的成本,最终促使商品的价格上涨。在这一政策的调控下,一方面会导致生产商调整产业结构,转向发展低税健康的食品和饮料。另一方面,消费者也会逐渐意识到国家调控的意图,更加合理地规划和纠正原来不健康的消费习惯,从而降低食糖摄入量[8]。相应地,一些世界知名的食品公司与甜味剂辅料供应商已在减糖降糖、代糖产品开发的方向布局,如Nestlé和Kellogg宣布2018年末实现其早餐谷物类产品降糖 10%。Cargill、路易达孚、Südzucker Group、和TC heartland已经在向工业端的客户和终端消费者推销其天然甜味剂复配系列产品,并围绕饮料、糖果点心和烘焙领域开展了系统的应用研究工作,为客户提供减糖解决方案。根据英敏特数据库统计,自2010年以来,美国糖和甜味剂终端消费市场人工甜味剂和天然甜味剂的复配产品新品数占总新品数的比例达到40%以上,说明代糖类产品在美国终端消费市场已占有了一定的比例。在食糖摄入较高的发达国家和地区,无论是政府部门还是普通民众,无论是食品企业还是辅料供应商,都开始意识到过多摄入食糖的危害,并开始采取相应地行动。
表1 世界范围内各国对含糖高糖食品征税
图1 世界各国小包装糖和甜味剂新品品类占比
食糖终端消费市场的减糖产品从配料来分可分为人工高倍甜味剂复配产品和天然高倍甜味剂复配产品[9]。对比世界范围内几个国家终端消费市场(小包装产品)产品类型(见图 1),可以看出,美、日、韩、德等发达国家人工甜味剂和天然甜味剂所占的比例较高,而中国、印度、巴西等发展中国家,人工甜味剂和天然甜味剂所占的比例相对较低,巴西、印度两国减糖类产品新品数呈逐年上升的趋势。
通过英敏特数据库检索减糖宣称的小包装糖和甜味剂产品,发现2010~2018年期间发布减糖代糖新产品数量排名前三的国家分别为:美国、印度和巴西。同时由于日本与中国地域文化背景相近,食糖产业发展较快。对中国的减糖产品开发亦具有借鉴作用,通过对这4个国家所开发新产品的产品宣称和配方的角度对减糖类产品进行分析,以期寻找国外的减糖产品发展趋势,为国内小包装产品的开发提供借鉴。
1.2.1 美国减糖类产品
小包装减糖类产品配方中,最核心的组分是高倍甜味剂,其次为填充类物质。近几年美国代糖类产品中,甜叶菊提取物的应用最为广泛,其次是人工甜味剂三氯蔗糖。赤藓糖醇由于其甜味纯正,且对于掩盖其他高倍甜味剂的不良风味具有一定的作用,因此使用频率非常高。罗汉果和阿斯巴甜的使用频率较低(见图2)。美国几大食品企业Cargill、TC Heartland、Wisdom Natural Brands相继推出了减糖代糖系列产品,其中三家企业是以甜叶菊提取物作为最主要的甜味剂组分,一家以三氯蔗糖作为最主要的甜味剂组分。具体如下:
Truvia公司的零卡甜菊糖系列采用纯天然配方,无热量,不含蔗糖。其中蜂蜜系列将甜叶菊甜味剂与蜂蜜混合,可减50%的热量,可用于冷热饮料。从产品配料来看,固体混配料产品一般配方为赤藓糖醇,甜菊提取物,天然食用香料。蜂蜜混配产品辅料则是蜂蜜、白糖、水、甜菊提取物和柠檬酸。
Wisdom Natural Brands公司推出了以甜叶菊提取物为基料的风味糖浆产品,包括基础风味、焦糖风味、香草风味、巧克力风味、热带水果风味和浆果风味,几款产品均以甘油、水、甜叶菊提取物为基础配方。
TC Heartland公司相继推出了Splenda Naturals植物高倍甜味剂和Splenda Zero人工高倍甜味剂产品,其中天然甜味剂类产品分为 50%减糖产品和 0卡路里产品,其中50%减糖产品是由蔗糖和甜叶菊提取物复配而成。人工甜味剂产品形式包括固态和液态,固态产品配方基本为麦芽糊精、三氯蔗糖,液态产品基础辅料包括水,三氯蔗糖,苹果酸,苯甲酸钠和山梨酸钾。
图2 美国减糖类产品配料变化趋势
1.2.2 印度减糖类产品
近几年印度减糖类新产品中,同样以甜菊糖苷和三氯蔗糖作为最常使用的高倍甜味剂,乳糖为最常使用的基础填充配料,宣称多为有机、素食、低升糖,对糖尿病、心血管疾病和减脂人士适用等。印度减糖类新产品中,乳糖、三氯蔗糖和阿斯巴甜配料的食用都呈现下降趋势,近两年使用天然甜味剂甜菊糖苷的产品数呈现跨越式增长(见图3),椰糖从2015年成为新的蔗糖替代品,由棕榈树汁液熬制而成,血糖生成指数较低,且含有丰富的矿物质,并具有抗氧化的功效。与甜菊糖苷同样以有机和天然植物提取而受到欢迎。可以看出随着人们对健康和食品安全性的关注,天然甜味剂正逐渐取代人工甜味剂占领新的市场。
图3 印度减糖类产品配料变化趋势
1.2.3 巴西减糖类产品
巴西减糖类产品配方以甜菊糖苷和三氯蔗糖为主要配料,巴西最具有代表性的品牌LINEA液体糖浆系列产品分别以甜叶菊和三氯蔗糖作为基础配料。木糖醇和赤藓糖醇自2015和2016年开始应用以来新产品数保持稳步增长趋势(见图4)。人工甜味剂产品如三氯蔗糖近年开始逐步减少,阿斯巴甜2015年停止使用并逐渐被木糖醇、赤藓糖醇等甜味剂替代。
1.2.4 日本减糖类产品
图4 巴西减糖类产品配料变化趋势
近年无糖及低热食品在日本的发展呈现上升趋势,同时也带动日本在低热量甜味剂技术上的开发。各大饮料公司(如三得利、麒麟、朝日啤酒等)已在其饮料产品中普遍使用甜叶菊苷和阿斯巴甜。大型制糖企业如三井制糖也在甜味剂市场扩张布局。日本的减糖降糖类产品配方中多为人工甜味剂(见图5),除三氯蔗糖外,阿斯巴甜和安赛蜜的使用频率也较高。近年甜味剂整体使用情况相对其他国家较为稳定,以安赛蜜、阿斯巴甜、赤藓糖醇为配料的新产品数均有所增长,并在饮料和包装食品中得到广泛应用。日本的产品种类丰富,用途及场景细分多样化,配方也相对较复杂,除基础的甜味物质和填充物料外,还有稳定剂、酸化剂、食糖香料以及防腐剂等添加剂。
图5 日本减糖类产品配料变化趋势
综合来看,美国、日本、巴西、印度4国的终端食糖和甜味剂消费市场,减糖类产品已成型且占据了一定的市场份额。从配料来看,甜叶菊提取物和三氯蔗糖是最为常用的2种高倍甜味剂,赤藓糖醇、乳糖、麦芽糊精是最常用的填充剂,液态产品中还需要添加酸味剂、稳定剂、防腐剂等,部分产品还使用到香辛料。从形态来看,既有固态类的混配物料,也有液态的糖浆类产品,且液态糖浆类产品还包括各种风味的糖浆。除了复配型产品外,还有一些天然特色糖品,如印度、巴西和东南亚地区由棕榈汁液熬煮而成的椰糖,具有较低的血糖生成指数,还富含多种矿物质元素,具有有机认证和天然、有益健康宣称,有较好的发展前景。
本文通过英敏特数据库调研了 2010~2019年国内糖和甜味剂市场小包装产品情况(见图 6~7),上市新品总计548项,其中蔗糖518项,占比95%,天然甜味剂22项,占比4%,人工甜味剂8项,占比1%,中国小包装食糖市场以蔗糖类产品占绝大多数,天然和人工甜味剂还未兴起,与美国、欧洲的食糖消费有很大的差异。蔗糖类产品中纯白砂糖、绵白糖产品125项,冰糖类产品91项,红糖、赤砂糖、黑糖以及红糖/黑糖糖浆279项。这样的产品结构与中国居民的生活饮食习惯是分不开的,就如同美国、加拿大居民对于龙舌兰糖浆有固定的消费习惯,东南亚、印度居民对于椰糖有固定的消费习惯,中国老百姓常认为红糖是一种传统的具有滋补作用的冲调糖品,而冰糖和红糖都常用于烹调羹汤或者制作某些特色美食,且这2种糖类常与一些固定食材配伍,在产品创新方面以及提升糖品附加值方面也有更多的潜力。从产品宣称和风味来看,与美国相比,国内小包装食糖产品的宣称比例非常低,排名前5的依次是“女性”、“不含添加剂/防腐剂”、“便捷式包装”、“社交媒体”、“便于使用”,均低于(或略高于)10%。风味相对简单,白砂糖产品鲜有创新。
图6 中国食糖新产品细分品类占比(2010~2019年)
图7 中国小包装蔗糖产品细分品类占比(2010~2019年)
2.2.1 缺乏具有全国影响力的大品牌
我国年消费食糖约1500万t,其中42%为民用途径消耗,据业内专家估计,民用消耗中40%为家庭用糖,也就是说我国小包装食糖需求量约为 252万t,以 8000元/t的销售价格计,中国小包装食糖市场体量保守估计为200亿元。国内小包装食糖品牌较为分散,地域性的品牌非常多,如吉林的“杞参”,河北地区“华海顺达”,上海地区的“沪生糖”,北京地区的“京糖”。近年来,“太古”和“甘汁园”逐步上升为全国性的品牌,“太古”专注于冲调领域,“甘汁园”品类丰富,限于原料依靠外采,成本控制严格,产品品质参差不齐。国内大型制糖企业(包括产地制糖与炼糖)如南华糖业、光明先导、中粮糖业、南宁东亚拥有强大的原料优势,但鲜有布局终端消费领域,部分企业有一些小包装产品上市,仅局限于区域销售,产品品类较为单一。
与国内的大型制糖企业不同,国际一些知名糖企如欧洲最大的制糖企业Südzucker、美国知名制糖企业ASR Group、日本三井制糖公司(Mitsui Sugar)对于B端和C端均有布局,Südzucker旗下C端有6个子品牌,ASR Group旗下Domino®SUGAR在美国东海岸占有较高的市场份额,C&H®SUGAR在西海岸占有较高的市场份额,日本三井小包装食糖业务营业额占总营业额比重为15%,这些公司C端产品品类丰富,拥有一定的市占率,对于提升公司知名度和维公司品牌形象起到良好的作用。
中国小包装食糖市场有一定的市场容量,有待兼具原料优势、产品优势、销售网络优势的大型制糖企业建立全国性的品牌。
2.2.2 小包装食糖产品差异化需求初步显现
国内小包装食糖产品同欧美日本的小包装食糖相比,具有以下几点差异:⑴无论从新品开发比例还是超市货柜陈列来讲,蔗糖类产品占 90%以上,基本没有减糖类产品;⑵产品宣称比例低,包装设计未充分结合应用场景,虽然一些品牌产品在包装便捷性和产品宣称方面作了改善,但从市占率来看(特别线下销售),简易包装的“大白袋”占比较高,其原因与消费者对糖的认知是相关的,在普通老百姓心目中,无论是白砂糖、绵白糖还是冰糖、冰片糖,都只是烹制羹汤、制作面点或者上色调味的调味品,并无质量或者用途方面的差异,这就有待我们制糖企业充分结合产品的应用场景,对小包装糖产品进行细分与升级,为产品注入更多概念(如“有机”、“天然”、“红烧专用糖”、“糖水专用糖”);⑶红糖、黑糖类产品属于我国特色传统糖品,近年来经历了一轮升级,量价齐涨,作为一种非分蜜糖来讲,其营养与功效有待我们通过科学的手段去评估与论证。
2.2.3 减糖类产品可能是一个机会点
2019/20年榨季中国人均食糖消费约为 11.76 kg。人均每日摄入添加糖基期水平为30 g,仍高于25 g推荐摄入量[10-11]。2016版《中国居民膳食指南》提出“少盐少油,控糖限酒”的推荐,建议每人每日摄入的添加糖不超过50 g,最好控制在25 g以下。《健康中国行动(2019~2030年)》[12]提出“合理膳食行动”,提倡人均每日添加糖摄入量不高于25 g。虽然中国人均食糖消费与世界平均水平相比仍有较大的差距,且中国人对于甜味的嗜好要远低于欧美地区,但添加糖总量已达较高水平。在国内饮料与烘焙市场,一些“无糖”、“低卡”产品已占领一定市场份额,在小包装食糖领域,也有零星的代糖类产品,产品配方以木糖醇和赤藓糖醇为主,也有天然高倍甜味剂的复配产品,但均未形成影响力。中国是功能糖(如低聚果糖、异麦芽糖醇)和高倍甜味剂(甜菊糖苷、罗汉果苷、三氯蔗糖)原料的主产国,发展减糖类产品具有较大的原料优势[13],大型制糖企业可提前布局减糖市场。
目前代糖甜味剂市场已拥有多种性质不一、风味各异的甜味剂产品,然而虽有如此之多的产品种类,尚无一种能够真正取代蔗糖,与蔗糖相比,它们的甜度存在差异[13]。如果将蔗糖的甜度设置为1,不同甜味剂的相对甜度各不相同,由于甜度需要人根据感官进行对比测定,不是一个完全量化的指标,大多数情况下,这些甜度数字只针对某种特定用途。很多甜味剂的甜度取决于浓度、pH值、温度,以及其他添加剂的应用(如其他甜味剂/风味剂),不同的甜味剂混合也会产生增效和协同效应,一些情况下心理因素也会影响感官结果[14]。不同甜味剂的时间强度曲线差异也很大,例如糖精与蔗糖都在15 s左右达到峰值,果糖会更早达到峰值,造成甜味短暂冲击但持续时间较短,造成风味后劲不足略显寡淡;而新橙皮苷二氢查尔酮,索马甜,甘草甜素等甜味剂甜味峰值相对延迟,且甜度持续时间比蔗糖更长会造成余味拖沓,清爽不足。
目前的代糖甜味剂可分成2类,分别是甜度接近1的增量甜味剂和甜度远高于1的高倍甜味剂。高倍甜味剂又分为天然甜味剂和人工甜味剂,其中天然甜味剂包括甜菊糖、罗汉果甜、甘草甜素、索马甜。人工甜味剂主要有三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜、甜蜜素、糖精钠等[15]。三氯蔗糖是唯一一种以白糖为原料加工生成的高倍甜味剂,其甜度是蔗糖的600倍左右,口感近似于白糖,同时又具有耐高温、耐酸碱、无热量的特性[16],适用食品类别广泛。安赛蜜甜度相当于130倍蔗糖,与糖精甜味相似,对光、热、酸稳定性高,pH为 3~7,与阿斯巴甜以 1∶1合用可増强甜度30%。阿斯巴甜是L-苯丙氨酸和L-天冬氨酸酯化反应生成的酯化物,甜度为蔗糖200倍,不耐热,因此不能用于烹调类、高温焙烤类产品中[17-18],高 pH下易分解,与安赛蜜配合有近似蔗糖的风味。甜菊糖是一种纯天然、高甜度、低热值的新型甜味剂,从菊科草本植物甜叶菊中提取,具有耐热,耐酸、碱,耐盐性等良好的特性,长期储存不会发霉变、褐变,具有吸湿性,其甜度约为蔗糖的300倍[19],有清凉甜味。由于甜味菊提取物中除糖苷类物质外,还有其他单宁、类黄酮、倍伴内酯等带有苦味且影响甜味的不良风味因子,因此存在后味苦涩的问题,与蔗糖配合使用或与柠檬酸钠并用可起到减少后苦味的作用,近年来也有一些生产厂家通过新型技术对原来的糖苷进行改性以改良口感。罗汉果含甜味物质罗汉果苷,是一种三萜类葡萄糖甙,食用安全、甜度高、热量小,甜度为蔗糖的260倍,热量仅为蔗糖的1/50,甜味释放慢,保留时间长,甜味类似甜菊糖[20],存在一定罗汉果特征风味。
有研究表明,糖的摄入不仅能满足人对能量的需求,同时会激活大脑中的愉悦及奖赏系统,引起愉悦感,满足感等正面情绪[21]。除此之外,在烘焙食品中加入糖,不仅能使面团变紧实,还可以保持面包的柔软程度,有助面包的发酵。糖在高温加热时会发生美拉德反应,呈现枣红色的同时释放浓郁香气,可用于菜品的上色增香。另外,糖还具有其它功能特性,例如具有吸水性、延长保质期、支撑食物质构等多个功能(见表2)。而目前甜味剂在质构特性上还无法全部满足所有应用场景。比如赤藓糖醇作为高倍甜味剂的常用配料,可以较好地承担甜味的承载,但无法充分满足褐变反应的需求,需要进行替代产品来达到目的。而蔗糖在食品体系中发生水解反应,可以延长货架期,对发酵特性、颜色及保水性等方面发挥作用,这些功能特性并不能只通过甜味替代即可满足,所以代糖产品仍需要在加工特性上进行优化,方可提出更具操作性的替代方案,以拓展食品领域的应用空间。
表2 食糖在食品体系中的功能特性
另外代糖的安全性也是人们所关注的一大问题。尽管目前市场上的甜味剂普遍具有无毒的特性,甚至有些天然甜味剂宣称具有抗过敏,增强免疫调节,抑制肝细胞损伤等功能[14]。但从 1970年美国FDA因实验证明甜蜜素致癌而禁止其作为食品添加剂开始[22],关于人工甜味剂与某些癌症、自闭症等多种疾病之间的关系就一直饱受争议[23-24]。当前人工甜味剂在食品工业中的应用也日益广泛,对代糖的安全性的管控及对摄入量的规范尤为重要。最近几年美国医学会专家发表论文指出,经常食用含阿斯巴甜的食品会诱发老年痴呆症、帕金森氏症及其它脑神经病变症状。目前有研究认为糖精钠、三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜等高倍人工甜味剂的长期摄入会通过改变肠道菌群的组分和功能而诱导产生葡萄糖耐受不良[25-26]。此外,肠道菌群失调也可能引发代谢性炎症,进而产生糖尿病和肥胖症。Bian[27]等对连续6个月食用可接受摄入量以内的三氯蔗糖的小鼠进行16s rRNA基因测序、功能基因富集分析和代谢组学测定,发现实验组小鼠肠道菌群有明显改变,促炎基因富集,代谢产物紊乱。表明长期食用安全摄入量范围内的三氯蔗糖仍会増加代谢性炎症的风险。与高热量糖分的过量摄入所导致的肥胖不同,以人工甜味剂替代糖类会引发神经元系统的补偿机理[28],这是因为虽然甜味剂刺激了口咽部的甜味受体,满足了感官需求,但由于其不供能或不参与代谢使得血糖和胰岛素分泌无法达到同等水平,从而引起更大的食物和能量的渴求[29]。
目前关于天然甜味剂的研究主要集中在生产工艺的改进,品质的提升等方面。研究人员仍在继续寻求着新的甜味剂资源,希望能够找到一种安全可靠、高甜度、易生产、价格便宜、甜味特性好、性质稳定的理想分子。为了在功能上更全面的贴近蔗糖,未来甜味剂的研究方向要在甜味剂的提取和生产工艺上做进一步的研究,从感官的甜味、应用中的保水特性、质构特性、对保质期的影响等多角度进行深入研究发掘。且在生物学层面探究甜味剂对生物的神经环路,新陈代谢,机体发育以及心理等方向的影响。使其在代替蔗糖时既能满足人对甜味的需求,同时又达到使人产生愉悦感的作用。为使代糖更易被大众接受,糖与代糖的混合成为较方便的途径。多种甜味剂与糖的混合可调节甜味,遮蔽不良口感,还能减少人体对每一单纯甜味剂的摄入量,因而也相对提高了食用安全性。
低糖或无糖产品不意味着产品完全没有甜度或在甜感上有所下降,因为糖带来的甜味是大部分食品饮料产品畅销的基础,因此寻找优质的糖的替代品成为研发者的重要诉求。随着“健康中国”国家战略的确定,减糖已成为行业共识,同时也为糖和甜味剂产业发展指明了大方向。消费者对健康的关注与减糖食品的需求将带动越来越多食品和饮料企业积极推广低糖或无糖新品的研发和新产品的上市进程。我国目前减糖市场还属于起步探索阶段,作为功能糖和高倍甜味剂原料的主产国,国内企业发展减糖类产品具有较大的原料优势。制糖企业可参考国际减糖产品发展趋势及甜味剂的应用情况提前布局减糖市场。