在“減糖”已成為國家戰略和消費者共識的當下,中國市場正面臨甜味解決方案的深刻轉型。傳統人工甜味劑的安全爭議與天然代糖口感、成本之間的博弈,使得行業亟需新的突破口。尤其是在糖尿病、高血壓等慢性疾病高發的現實背景下,如何在“甜”與“健康”之間找到新的平衡點,成為食品科技企業共同關注的命題。
2025年5月9日,在FBIF功能性配料創新分論壇上,水滴農廠首席技術官Oliver Yu先生以“巴西甜蛋白”為核心,分享一種正在國際市場迅速崛起的天然高甜蛋白——它如何以技術突圍、重構成本曲線,并為千億代糖市場打開新的想象空間。
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Oliver Yu,首席技術官,水滴農廠
Oliver Yu,首席技術官,水滴農廠
非常感謝大家抽時間聽我介紹一個新產品。我們的產品在中國還未獲得審批,但在國外已經取得相關認證。
一、代糖發展的必要性
人類對糖的本能追求帶來了嚴重的健康問題。
比如,中國糖尿病患病率從20年前的2.6%,上升到2020年的11.9%,意味著在14億人口中,糖尿病患者的數量激增。[1]
我們公司除了致力于減糖技術,也關注減鹽方向。因為高鹽攝入直接關聯高血壓。目前中國有2.5億高血壓患者,患病率達到27.5%。相比之下,美國成人每日攝鹽量約為3.7g,而中國平均每日攝鹽量為10.9g,北方地區甚至高達12.7g。由此可見,中國在減鹽方面同樣面臨嚴峻挑戰。[2]
國務院已提出“三減三健”政策,鼓勵食品企業減糖、減鹽、減脂。大眾健康需求也促使我們聚焦這些方向,尋找更好的解決方案。
二、減糖的現狀與挑戰
糖主要分為兩類:
1、天然糖:蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖、乳糖等,這些糖類價格低廉,應用廣泛,使用歷史悠久。
2、人工甜味劑:化學合成的甜味劑,如糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、安賽蜜、三氯蔗糖等。
糖精最早由納粹德國在資源受限時開發,而阿斯巴甜等廣泛應用已有數十年。盡管其短期效果被廣泛接受,但長期使用的健康影響仍在逐步顯現。比如,阿斯巴甜在使用近30年后,于前年被部分研究指出可能與健康問題相關。
值得一提的是,中國是全球第一大代糖生產國,占全球代糖產量的75%。
Oliver Yu,首席技術官,水滴農廠
三、天然甜味劑與巴西甜蛋白的優勢
天然甜味劑分為:
低甜度類:赤蘚糖醇、阿洛酮糖等;
高甜度類:甜菊糖苷、羅漢果甜苷等。
我們開發的“巴西甜蛋白”屬于高甜度天然甜味劑,具備以下優勢:
1、天然來源,口感好:目前已有7種被報道的甜味蛋白,巴西甜蛋白在口感、甜味清晰度和后甜感控制方面表現良好。
2、高甜價比:由于甜度極高,用量少,可與蔗糖成本打平,甚至在部分應用中低于蔗糖。
3、可搭配其他甜味劑使用:與甜菊糖苷、赤蘚糖醇、羅漢果甜苷等組合時表現出優異的風味互補效應,可降低其他幾種天然代糖的使用成本。
4、阻苦效應:能抑制苦味受體的激活,減少甜菊糖苷、羅漢果甜苷等甜味劑的苦后味或中藥味,改善風味體驗。
我們希望天然甜味劑或其組合能夠在更多應用場景中替代人工甜味劑,已有客戶在這方面積極嘗試。
四、巴西甜蛋白的由來與發展歷程
巴西甜蛋白最早于1970年代在非洲一種名為“忘憂果”的果實中被發現。我們今年4月還派人前往非洲熱帶雨林實地采樣并拍攝照片,驗證其來源。
“忘憂果”之名源于非洲當地人的傳統:在嬰兒斷奶時喂以果漿,能安撫哭鬧,幫助順利斷奶。我們嘗試將產品命名為“忘憂甜”,但在工商注冊時被駁回,最終采用“巴西甜蛋白(Brazzein)”命名,盡管它與巴西無關,產地實為非洲。
1994年,美國學者首次從忘憂果中分離并鑒定出巴西甜蛋白,其由53個氨基酸組成。隨后,幾大國際飲料公司競相申請相關專利,嘗試將其用于無糖可樂、果汁等產品中。
但發展遭遇瓶頸:
忘憂果無法規模化種植,只能在非洲野生生長,遷移種植僅長葉不結果。
每提取1公斤巴西甜蛋白需采集約46公頃雨林果實,不具備商業可持續性。
化學合成雖可行,但成本極高(約幾十萬元人民幣/公斤),不適合食品級使用。
過去20年,眾多公司嘗試通過微生物發酵法生產巴西甜蛋白,但始終未能突破技術壁壘。
直到2022年前后,行業在精密發酵技術上取得關鍵進展:
2023年5月,美國一家公司率先通過發酵法成功生產巴西甜蛋白并獲得香精香料限定使用許可。
2024年3月,加州一家公司獲得FDA GRAS(公認安全)認證。
2025年3月,我們水滴農廠也獲得FDA SELF-GRAS(FDA GRAS自我聲明),成為全球少數實現商業化的公司之一。
五、巴西甜蛋白的性能
(一)高甜度
與4%蔗糖溶液對比,甜度約為2000倍;
與8%蔗糖溶液對比,甜度為1000倍;
可根據使用濃度靈活調整甜度。
(二)甜味純正
人類偏好蔗糖風味,巴西甜蛋白在甜味上與之非常接近。
可與果汁、乳制品、蛋白飲料等天然產品良好搭配。
(三)風味協同與修飾
與其他甜味劑搭配時可提升風味、降低成本。
擁有“阻苦效應”,在提升甜感的同時,掩蓋苦味和雜味。
(四)長效甜味
相較索馬甜等蛋白,巴西甜蛋白在口腔中的停留時間更短,口感更清爽。
六、應用實例
我把巴西甜蛋白的優點進行一個概括,并結合幾個具體的應用實例展開說明。
(一)阻苦效應與混合使用
當將巴西甜蛋白與其他略帶苦味的甜味劑(如羅漢果糖)結合使用時,能顯著減少羅漢果糖帶來的后苦味。
我們的首款在美國上市的產品就是將巴西甜蛋白與羅漢果糖混合,制成甜味劑,用于含有咖啡因的固體運動飲料。眾所周知,咖啡因是天然界最苦的物質之一。該組合成功掩蓋了羅漢果糖與咖啡因的苦味,新產品在市場測試中獲得了非常正面的反饋。
(二)熱穩定性好
巴西甜蛋白的另一個常被客戶關注的問題是它的熱穩定性。
一般提到蛋白質,人們自然會想到“高溫易變性”,比如雞蛋液在開水中幾秒鐘就會凝固雞蛋羹、雞蛋湯。然而,天然界中也存在許多耐高溫蛋白質,巴西甜蛋白便是其中之一。在我們實驗室的測試中,其在95°C的環境中可以持續10小時不降解。
這意味著它可以承受常見的巴氏殺菌、UHT消毒,甚至在烘焙環境下也能保持穩定。因此,其在不同溫度條件下的穩定性遠超其他天然甜味蛋白。
(三)應用場景豐富
巴西甜蛋白的應用場景非常廣泛,包括:
- 烘焙
- 飲料
- 咖啡
- 巧克力等
例如在巧克力中,雖然市場喜歡“苦”巧克力的形象,但實際上消費者真正需要的是巧克力的風味而非苦味。將巴西甜蛋白與巧克力配方結合后,在嘗到甜味之前就能有效屏蔽苦味。我們目前正在與多個客戶開展相關合作,并在5.2館設有展示區,歡迎大家前往品嘗。此外,我們還展示了茶類產品的抑苦效果。
(四)與赤蘚糖醇的協同效應
赤蘚糖醇、阿洛酮糖等低熱量糖類甜味劑,其成本普遍高于蔗糖,且赤蘚糖醇的甜度僅為蔗糖的70%左右。這意味著需要更大使用量,進一步推高成本。
而當加入巴西甜蛋白后,利用其高甜度(約為蔗糖的1000倍),可以顯著降低赤蘚糖醇的使用量,從而有效降低使用成本并優化口感。
我們已經開發出幾種產品形式,例如共結晶形式的赤蘚糖醇與巴西甜蛋白,便于應用。
同時,赤蘚糖醇等糖醇類甜味劑存在腸胃反應(如腹脹、產氣)的問題,一般建議成年人攝入量不超過20g。使用巴西甜蛋白后,可顯著降低糖醇的添加量,減輕不適風險,對消費者和生產制造商都有益處。
Oliver Yu,首席技術官,水滴農廠
(五)與Reb A協同增效
另一種阻苦效果的表現是與甜菊糖苷Reb A的搭配。
目前已有用巴西甜蛋白與Reb M結合的產品上市,我們也正在與國內頂級甜菊糖苷制造企業合作,嘗試將價格更低的Reb A與巴西甜蛋白結合,實現更優的風味。這種搭配方式可以實現功能互補。
(六)與阿洛酮糖的搭配
我們還進行了巴西甜蛋白與阿洛酮糖的對比測試。在減少配方中1/3糖量的情況下,僅用微量巴西甜蛋白也能維持良好風味。而阿洛酮糖可用于補足產品的體積和質構。這驗證了巴西甜蛋白在減糖背景下的出色應用潛力。
七、國際合規性與市場拓展
我們已獲得美國FDA的SELF-GRAS認證,并在向可接受該認證的國家和地區銷售。目前正在推廣美國、拉美、東南亞市場。
巴西甜蛋白是一種天然健康的高甜度甜味劑,適用于碳酸飲料、果汁、牛奶、咖啡、茶等多種場景。在我們的展臺上,大家可以看到各類配方和應用示例,歡迎前來品嘗。
八、減鹽蛋白的開發與應用
我們的第二款產品將聚焦于減鹽蛋白的開發與應用。
依托高效生產平臺,我們將以遠低于市場價的成本生產多種生物多肽。目前多肽成本通常高達數十萬元/公斤,而我們的技術突破將實現成本的大幅降低,這一優勢將推動多肽應用的商業化進程。
減鹽蛋白作為一種功能多肽,本身無味,但將與氯化鈉形成協同作用,顯著增強咸味感知。在保持相同鹽用量的情況下,產品口感將實現明顯提升,從而達成減少鈉攝入的目標。
我們計劃與全球多家主要用鹽企業展開合作,并推進相關測試工作。作為響應“減鹽減糖”國家戰略的重要布局,減鹽蛋白產品的研發與推廣將成為我們未來發展的關鍵方向。
九、中長期研發方向:乳蛋白
未來中期項目還包括多種乳蛋白。
當前中國的奶源供應不足,奶制品多以鮮奶和酸奶為主。高附加值的成分如酪蛋白、乳鐵蛋白嚴重依賴進口。另一方面,中國每年進口超過1億噸大豆,主要用作飼料。
我們希望通過自身的科技能力,為奶制品行業提供可持續解決方案。這是水滴農廠在未來發展的核心方向之一。
我今天的分享到此結束,期待與各位有更多交流,謝謝!
十、現場提問
提問:您好,請問巴西甜蛋白除了在乳制品、植物飲料、果汁中應用外,有沒有嘗試過在酒水中的應用?
Oliver Yu:我們自己尚未直接在酒水中應用,但我們的部分客戶已在含酒精的調味飲料中嘗試過。
巴西甜蛋白具有良好的水溶性和醇溶性,不會在酒精環境中產生沉淀。它的甜度約為蔗糖的1000倍,且溶解度至少為8%(即每升水可溶解80克),但實際使用時為PPM級(百萬分之一),例如100ppm就已非常甜,不會對酒類飲品的質感產生影響。
提問:它(巴西甜蛋白)是否含有蛋白質的組分?
Oliver Yu:它本質上確實是一種蛋白質,但由于使用量極低,對整體蛋白結構影響非常小。
在作用機制上,文獻已有部分報道。其甜味是通過作用于味蕾而產生,而非被身體吸收后形成甜味。
和其他蛋白質一樣,巴西甜蛋白從口腔進入后即被蛋白酶降解,在胃內進一步分解為氨基酸,不會進入血液循環。相比阿洛酮糖等會進入肝臟代謝的代糖,它的代謝過程更為天然、安全。
因此,從使用安全性和穩定性看,它既可視作蛋白質,又區別于傳統意義上的“變性易失效”的蛋白質。
提問:請問它(巴西甜蛋白)目前在國內是否有相關執行標準?
Oliver Yu:目前為止,該蛋白尚未獲得國內審批,也沒有相關的應用歷史。但它在海外,特別是自2022年以來,應用非常火熱,目前已有相關產品上市,我們也有友商提交了相關申請。
提問:也就是說現在還沒有進入到審批的議程上,還是說還沒審批下來?
Oliver Yu:我們正在推進審批。目前已有兩家友商遞交了申請書。
提問:剛才(弈柯糖)裴總和Yu總都提到甜味劑的三個維度:一是甜菊糖苷口感接近蔗糖,二是成本低,三是熱穩定性好。請問從這三個維度來看,巴西甜蛋白和Reb M哪個更有優勢?
Oliver Yu:這是個非常好的問題。我認為它們適用于不同的應用場景。我們現在也與做甜菊糖苷的公司有合作。在商業推廣中,我們會找出它們組合的優勢和各自的應用領域。代糖市場是一個千億美元級的市場,需求和消費者接受度各不相同,應用場景也多樣。我和裴劍鋒總都認為,我們之間的合作機會大于競爭關系。
閻冬妮(主持):是的,剛才我也學習了巴西甜蛋白的相關內容,我覺得這個產品是“墻外開花”,而我們的甜菊糖苷則是“墻內墻外都開花”。未來二者有不同的組合方式,將會非常有趣。
提問:您好,我想繼續問關于巴西甜蛋白的問題。我們一直在尋找能與三氯蔗糖相當,甚至倍數更高的天然代糖,尤其是在海外市場中,三氯蔗糖因分級問題應用受限。我剛才看到目前使用巴西甜蛋白時,通常是和其他代糖進行了復配。請問是否可以只使用巴西甜蛋白?
Oliver Yu:完全可以。我們目前有些產品確實是只添加了巴西甜蛋白,我們已有客戶也在單獨使用巴西甜蛋白。我們也很樂意與化學糖(如三氯蔗糖、阿斯巴甜)合作。我來這里的目的就是尋找這樣的合作機會。我們不強調“替代”,而是更希望共同尋找消費者更容易接受的減糖解決方案。
閻冬妮(主持):Yu總說得非常好,我們確實是合作大于競爭的關系。
提問:我之前關注過一些具有功能性的甜蛋白,想請問水滴農廠的巴西甜蛋白是否有做功效方面的研究?
Oliver Yu:您的問題非常好。關于巴西甜蛋白,在文獻中確實有幾篇研究表明它具有抗氧化性、可調節腸道健康等功效。但在與衛健委溝通時,我們被告知,不能將其作為“功能蛋白”來申報。原因在于:要發揮抗氧化或腸道調理作用,所需用量遠高于作為甜味劑時的用量(我們目前使用的是PPM級),因此無法體現功效。
提問:請問貴公司有沒有開發其他甜蛋白產品?
Oliver Yu:我個人以前確實做過。我們公司經過一番摸索,最后專注在巴西甜蛋白這一條路上。
我從事合成生物學近30年,常見甜味蛋白基本都嘗試過。早在2001年我在杜邦做博士后時就參與相關研究,當時嘗試將巴西甜蛋白植入大豆,希望通過植物表達的方式來提取實現量產。但最后證明這條路行不通,表達極其困難,主要因巴西甜蛋白的結構特殊,盡管其穩定性好(耐高溫、耐pH),也因此不易表達。
其他甜味蛋白如Miraculin(神秘果蛋白)、Mabinlin(馬檳榔蛋白)、Pentadin(培它丁)、Thaumatin(索馬甜)等,口感遠不如巴西甜蛋白。有一點要特別說明,如果現場有做Thaumatin(索馬甜)的朋友,提前說聲抱歉:Thaumatin(索馬甜)被列為過敏源,可能引起過敏反應,因此它作為代糖的應用也存在一定限制。
十一、參考文獻
[1] 《中國居民營養與慢性病狀況報告(2020年)》
[2] 《2024中國功能性食品行業大數據及產業競爭分析白皮書》
本文為FBIF食品飲料創新原創,轉載請聯系授權。
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