代糖行业深度：渗透率有望持续提升产品品类百花齐放

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1➢代糖兼顾了消费者甜味和健康性追求。人类对于糖类的感知是生物进化的自然选择，甜味传达了高能量信息，糖分又通过产生多巴胺使人体处于亢奋的状态，血➢代糖兼顾了消费者甜味和健康性追求。人类对于糖类的感知是生物进化的自然选择，甜味传达了高能量信息，糖分又通过产生多巴胺使人体处于亢奋的状态，血糖升高也让人产生满足感、愉悦感，所以糖类已经是人类日常生活中不可或缺的一个部分。全球范围内糖分摄入量显著提升，并且升高趋势仍在保持，按照经合组织和粮农组织的统计与估测，2018年全球糖份摄入量达到1.72亿吨，相比于十年前的1.48亿吨增长了17%，并且这一增长趋势仍将保持。而过量用糖会对人体健康造成负面影响，比如造成过度肥胖、糖尿病等，并且监管对于控糖的效果也有限，因此代糖的市场需求应运而生。➢成本把控是人工代糖生产的关键。人工代糖厂商可以保持竞争力的关键是对于产品成本的把控，因此本文也详细拆解了几类人工代糖的成本拆分。三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜是目前比较主流的几种人工代糖。对三氯蔗糖而言，原材料成本对于完全成本的影响相对更大，因此产业链一体化的企业成本优势更为明显，金禾实业是三氯蔗糖全球龙头企业；对阿斯巴甜而言，原材料成本对于完全成本的影响相对更大，L-苯丙氨酸和天冬氨酸又是主要的原材料成本项；安赛蜜的成本拆分中，原材料和其他材料及燃料的成本占比超过六成，原材料中又以双乙烯酮更为关键。➢阿洛酮糖和赤藓糖醇是目前主要的天然代糖品种。赤藓糖醇是一种四碳糖醇，广泛存在于自然界植物和生物体内。上世纪赤藓糖醇作为无糖食品添加剂已经在日本、美国被广大消费者所接受，而我国的进程稍微较晚，2007年赤藓糖醇被允许添加进口香糖、调味饮料中，2011年国家发布食品添加剂赤藓糖醇食品安全国家标准，赤藓糖醇才具备了被广泛应用的基础。阿洛酮糖最早被发现于上个世纪，本世纪初才开始慢慢放量，韩国、日本最先实现阿洛酮糖的工业化生产。随着市场的扩大，各国对于阿洛酮糖的认证也在提速，目前美国、韩国、日本等国均已将阿洛酮糖列为合格食品添加剂，欧盟、中国等也在阿洛酮糖的认证3年5月，国家卫健委网站发布公告，D-阿洛酮糖-3-差向异构酶被列入食品工业用酶制剂新品种，成为国内首个获批用于阿洛酮糖生产的酶制剂，对于阿洛酮糖在国内合规进入食品添加剂领域具有里程碑意义。代糖的市场渗透率持续提升，代糖生产商有望实现放量，建议关注金禾实业、百龙创园、保龄宝、三元生物、华康股份、中粮科技。➢风险提示：代糖相关政策趋紧、阿斯巴甜致癌性的消息冲击代糖市场情绪和需求、下游需求不及预期。重点公司盈利预测、估值与评级EPS(元)2022A2023EPE(倍)2022A2023E (元)2024E2024E002597金禾实业20.543.021.551.9571311推荐龙创园荐002286保龄宝7.960.360.190.23224235推荐生物荐605077华康股份24.951.401.391.97181813推荐荐 业深度渗透率有望持续提升，产品品类百花齐放2023年08月26日级师究助理究助理荣S050001szqcomS110034xujing@基S080049ngjimszqcom行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告21代糖：兼顾消费者甜味和健康性追求的大蓝海 31.1摄糖量提升VS用糖过量对健康的负面影响 31.2政策控糖效果有限，代糖需求应运而生 41.3代糖分为人工代糖和天然代糖，下游也会混配使用 61.4渗透率持续提升，代糖市场或将加速扩容 82人工代糖：成本把控是关键 92.1人工代糖由来已久，市场空间仍在增长 92.2三氯蔗糖：产业链一体化的企业有优势，金禾实业是全球龙头 112.3阿斯巴甜：原材料成本对总成本的影响显著 142.4安赛蜜：原材料成本敏感，金禾实业和醋化股份有扩产计划 163目前两种主要的天然代糖：阿洛酮糖和赤藓糖醇 183.1天然代糖的渗透率在逐年提升 183.2赤藓糖醇：受益于无糖饮品市场扩大，行业产能也在高速增长 193.3阿洛酮糖：潜在空间广阔，需找到合适的酶工程菌株 214投资建议 274.1行业投资建议 274.2重点公司 285风险提示 50行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3兼顾消费者甜味和健康性追求的大蓝海VS用糖过量对健康的负面影响1.1.1不可或缺的糖以及日益提升的摄糖量人类对于糖类的感知是生物进化的自然选择，甜味传达了高能量信息，糖分又通过产生多巴胺使人体处于亢奋的状态，血糖升高也让人产生满足感、愉悦感，所以糖类已经是人类日常生活中不可或缺的一个部分。全球范围内糖分摄入量显著提升，并且升高趋势仍在保持。按照经合组织和粮农组织的统计与估测，2018年全球糖份摄入量达到1.72亿吨，相比于2008年的1.48亿吨增长了17%，并且这一增长趋势仍将保持，预计到2028年，全球糖分摄入量将超过2.0亿吨。图1：全球范围内糖分生产量和消费量还在增长(单位：百万吨)生产量消费量008004000200820182028200820182028200820182028200820182028200820182028200820182028非洲亚洲&大洋洲拉丁美洲北美欧盟其他欧洲国家1.1.2过量摄入糖分会对身体健康带来负面影响世卫组织建议把游离糖的日摄入量控制在50克以下，这是因为过量摄入糖分会对健康造成负面影响。举例而言，过量的葡萄糖会转化为脂质分子进而使人过度肥胖；多余的葡萄糖分子也会和附近的氨基酸结合生成糖基化终产物，细胞关闭胰岛素受体进而诱发二型糖尿病。根据NHS的研究，每日摄入含糖软饮大于等于一杯的实验者罹患二型糖尿病的几率是每月摄入小于一杯含糖软饮实验者的1.85倍。除此之外，过量用糖还会提升心脏病、痛风等多种疾病的患病风险。行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4患二级糖尿病的相对风险患二级糖尿病的相对风险图2：过量摄入糖类显著提升二型糖尿病患病风险61<1/月1-4/月2-6/周>=1/天含糖软饮饮用量1.2政策控糖效果有限，代糖需求应运而生1.2.1糖税等政策干预下，糖尿病患者数量仍然增加基于过量摄入糖分的健康风险，多国政府也在进行政策干预，以期引导民众健康饮食，包括禁止高糖饮料打广告、将高糖饮料打上不健康标签等。目前比较主流通用的方法是征收“糖税”，部分国家针对消费和进口环节征收糖税，如墨西哥；部分国家针对生产和进口征收糖税，如挪威、法国、芬兰；还有部分国家对生产、消费以及进口环节均征收糖税，如匈牙利、丹麦。表1：多个国家/地区推行糖税政策/地区间龄化水平/%开征时人均GDP水平/美元对象置含糖量>8克/100毫升水果含量<25%的浓缩匈牙利2011.916.3522999.83含糖、含盐、含咖啡饮料00福林/升兰916.83含糖饮料法国2011.117.1437440.63含糖饮料7.5欧元/100毫升西哥含糖饮料、不包括纯果汁和1比索/升所有含人工添加剂的饮料利含糖饮料(不包括纯果汁)含糖量>6.25克/100毫升，税率18%；含糖量含糖饮料兰特/克含糖量在5-8克/100毫升，18便士/100毫升；英国201818.445744.71含糖饮料含糖量在8克/100毫升以上，24便士/100毫升行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5赛蜜工甜赛蜜工甜但是根据国际糖尿病协会公布的数据，糖税的推行并没有彻底遏制本国糖尿病患者数量的增长，比如法国的糖尿病患者数量还是从2011年的324万增长到了2021年的接近400万人，尽管法国已于2011年施行糖税法。其他国家也有类似情况，政策控糖显然效果有限。图3：糖尿病患者数量仍然增长(单位：千人)2000201120212030E180001600014000120001000080006000400020000法国芬兰匈牙利墨西哥1.2.2带有甜味的代糖成为更好的解决方案一方面人类对于甜味的追求难以被遏制，另一方面是摄糖过多难以避免的健康危机，代糖就成为这种困境下更好的解决方案。代糖又被称为甜味剂，顾名思义是代替糖的存在，其化学性质稳定并且大部分不参与基体代谢，或者是目前未发现其代谢会产生大量明显的危害物质，在提供甜味的同时一定程度上保障人体身体表2：几种甜味剂的代谢方式剂代谢方式在摄入后分解为天冬氨酸，甲醇和苯丙氨酸，这三种产品对一般人群都是安全的，但有些患有称为苯丙酮尿症的遗传阿斯巴甜疾病的人无法代谢苯丙氨酸。甜蜜素人口服甜蜜素，40%由尿排出，60%由粪便排出，无蓄积现象。味剂精蔗糖精蔗糖人体口服三氯蔗糖后,其中78.3%的三氯蔗糖通过粪便直接排出,14.5%通过尿液排出,在尿液中的主要存在形式是三氯蔗糖以及少量的三氯蔗糖葡萄糖苷酸。服用木糖醇以后有50~服用木糖醇以后有50~60%变成CO2从肺呼出体外、在尿及粪便中排出各2~10%，还有20~30%转化成糖原或其他木糖醇中间产物储存在细胞中间产物储存在细胞中。木糖醇代谢不仅不需胰岛素、而且还能少量地促进胰脏分泌胰岛素。天然甜行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6 (包含糖醇)叶菊提取物不会被消化或吸收，直接进入结肠，结肠细菌将葡萄糖从糖苷侧链上去除，甜菊糖苷则被继续发酵分解为甜菊醇骨架；甜菊醇被肝脏转变为甜菊醇葡萄糖醛酸苷，进入血液，然后流经肾脏，随尿液排出体外，少量残留在结肠中的葡分子量小，很容易通过被动扩散被小肠吸收，大部分进入血液循环，分子量小，很容易通过被动扩散被小肠吸收，大部分进入血液循环，并不能被机体内的酶系统消化降解，只能通过肾赤藓糖醇脏从血液中滤去，摄入机体的赤藓糖醇有90%会随尿液排出体外。阿洛酮糖体内吸收率较低，不在体内代谢转化为能量，但是可以降低血糖，并且减少脂肪积累。1.3代糖分为人工代糖和天然代糖，下游也会混配使用按照制取方式，代糖可以分成人工代糖还有天然代糖。相比于天然糖，代糖的甜度可能各有不同，但是其热量以及GI值(升糖指数)具有明显优势。表3：代糖的分类甜度甜度(倍数)热量(kcal/g)I糖醇类木糖醇0.6-1麦芽糖醇22赤藓糖醇00400天然代糖汉果甜苷00草甜素00菊糖000人工合成代糖塞蜜40蔗糖0040精00糖1天然糖天然糖果糖1.7316.723葡萄糖无糖饮料是甜味剂主要的战场，下游应用占比超过半数；其次是桌面甜味剂，即以片状、液体或粉末形式存在的甜味剂，由消费者自行添加进咖啡或烹饪的食品中。其他应用领域还包括奶酪、酸奶等消费场景。行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告7 图4：无糖软饮是代糖的主战场在这些下游应用中，代糖有的时候以混配的形式出现，一方面因为某些高倍甜味剂存在后味影响口感，另一方面混配也能一定程度上减少代糖的总使用量，进而降低成本，而且通过代糖之间的混配比调节，产品的风味也能得到改善。表4：各食品类别中比较常见的几种甜味剂添加方式分类排名1 (单体)复配2 (单体)复配 (单体)复配碳酸饮料三氯蔗糖+赤藓糖醇安赛蜜赤藓糖醇茶类饮料茶类饮料菊糖苷赛蜜赤藓糖醇果蔬汁类及其饮料安赛蜜+阿斯巴甜三氯蔗糖+赤藓糖醇三氯蔗糖+赤藓糖醇+麦芽糖醇饮料安赛蜜+甜蜜素+赤藓糖醇+木糖醇糖+安赛蜜氯蔗糖+阿斯巴甜+纽甜固体饮料三氯蔗糖+赤藓糖醇咖咖啡(类)饮料菊糖苷蜜+阿斯巴甜植物饮料菊糖苷+木糖醇风风味饮料赛蜜氯蔗糖+安赛蜜+赤藓糖醇糖+安赛蜜特殊用途饮料三氯蔗糖三氯蔗糖+赤藓糖醇安赛蜜三三氯蔗糖+安赛蜜+阿斯巴甜+赤其他类饮料三氯蔗糖安赛蜜+甜菊糖苷+赤藓糖醇藓糖醇发酵乳糖+安赛蜜膨化食品膨化食品苷菊糖苷蔗糖木糖醇行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8美美.4渗透率持续提升，代糖市场或将加速扩容基于EMIS的数据，我们测算出2021年全球代糖的渗透率在7%上下，代糖的全球市场规模已经达到60亿美元的量级，其中亚太地区占比超过40%，其次是北美和欧洲，大概各占20%。考虑到消费者健康意识的觉醒以及越来越多无糖产品的问世，我们预计代糖的渗透率提升是一个加速的趋势，则甜味剂市场扩容也将提速，增速或将达到两位数，预计到了2025年，甜味剂的渗透率将达到9.5%，全球的代糖市场规模也将来到90亿美元的量级。 图5：2021年亚太地区是甜味剂最主要的消费市场表5：甜味剂市场测算(单位：亿美元)220182019202020212022E2023E2024E2025E甜度市场总量801.0817.8835.3853.5872.9893.6915.6939.1糖葡萄糖7.57.77.98.28.48.79.19.4浆糊精31.131.832.533.334.034.935.836.8味剂市场规模甜味剂规模增速4.5%4.9%4.9%5.0%6.1%9.4%11.7%14.6%味剂渗透率7.3%7.8%8.5%9.5%美国6.87.17.47.88.29.010.011.4加加拿大墨西哥1.21.21.21.31.31.51.61.8他欧洲英国1.11.21.21.31.31.41.61.8行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9国法国1.71.81.81.92.12.22.52.9牙意大利1.21.31.31.41.41.61.71.9俄国俄国其他2.42.52.62.72.83.13.43.8.4太.1.4.7澳大利亚他..9他中东和非洲沙特阿拉伯他.合计(亿美元)63.769.777.889.22人工代糖：成本把控是关键2.1人工代糖由来已久，市场空间仍在增长人工代糖的问世最早可以追溯到1879年糖精的出现，经过一个多世纪的发展，人工代糖大致衍化出了六代产品。早期的代糖还存在健康方面的隐患，比如第一代的糖精因为安全性已经遭到许多国家的禁用，第二代的甜蜜素有致癌风险，第三代的阿斯巴甜会让部分苯丙酮尿症患者无法代谢苯丙氨酸。行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10 图6：人工代糖大致经历了六代的衍变与发展基于安全性、实用性等考虑，三氯蔗糖的应用范围在拓宽，市场空间也在稳固扩大。根据EMIS的数据，按照市场空间划分，目前六代人工代糖中，三氯蔗糖是最主要的品种，其次是阿斯巴甜，而受益于代糖的渗透率提升，六代人工代糖的市场空间近些年均实现了正增长。图7：三氯蔗糖市场份额较高(2021)24%2%三氯蔗糖阿斯巴甜糖精纽甜甜蜜素安赛蜜 图8：人工代糖的市场空间均实现正增长本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告11龙头2.2.1三氯蔗糖：原材料成本影响较大蔗糖分子中共有8个羟基，三氯蔗糖的制备需要定向用氯原子取代蔗糖分子中4,1’和6’位的羟基。目前三氯蔗糖的生产工艺大致可以分成基团保护法、单脂法、衍生氯化、酶催化等，而因为单脂法生产成本相对低并且流程相对简单，工业化生产三氯蔗糖多采用单脂法，其中又包含直接酯化、原乙酸三甲酯化、二丁基氧化锡法等，实际中多见二丁基氧化锡法，因为有机锡化物的选择性能提升产物收率。采用二丁基氧化锡的直接酯化法中，蔗糖经由DMF溶解，在二丁基氧化锡的催化下，和酸酐酯化生成蔗糖-6-乙酸酯；经过环己烷萃取后，第二步是蔗糖-6-乙酸酯的氯化，常见的氯代剂有氯化氧膦，五氯化膦，三氯化膦，乙二酰氯，光气，氯化亚砜，生产中多用氯化亚砜，因为副产品是氯化氢还有二氧化硫，产物容易分离纯化；第三步是在脱保护釜中经由甲醇或甲醇钠醇解，最后经过提纯得到三氯蔗图9：金禾实业三氯蔗糖工艺路径原材料成本是三氯蔗糖主要的成本项。在横向对比了几家三氯蔗糖生产企业的环评以后，因为部分企业的效益分析与实际情况偏离较多，此处采用较符合实际的金禾实业的环评以及公告进行成本测算。三氯蔗糖的完全成本里，原材料成本占比最高，超过三成，其次是燃料动力以及固定资产相关的折旧以及日常修理，比例各接近1/5。所以企业的产线管控能力尤为重要，比如尽可能缩短产线流程，避免原料以及产品的物理损耗，提高产品收率，继而进一步降低产品单位成本。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12图10：金禾实业三氯蔗糖完全成本拆分院图11：盐城捷康三氯蔗糖工艺路径更繁杂既然原材料成本是三氯蔗糖主要的成本项，那产业链一体化的企业可以具备明显的成本优势。三氯蔗糖生产中涉及的原材料众多，其中蔗糖、DMF、氯化亚砜等原材料占比相对较高，自备DMF还有氯化亚砜产能的企业能够降低总生产成本，并且一定程度上平抑了原材料波动带来的影响。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13图12：金禾实业三氯蔗糖的原材料成本分布ifind算图13：金禾实业自备DMF和氯化亚砜的成本优势(元/吨)2.2.2三氯蔗糖竞争格局：金禾实业是全球龙头我国是三氯蔗糖的主要生产国家，按照各个公司的官网以及环评报告披露的数据，目前全球三氯蔗糖的名义产能已经超过三万吨，其中接近90%的产能来自国内。而金禾实业的三氯蔗糖产能已经达到1.2万吨，产能规模位列全球第一，名义产能占全球总产能比例接近40%。考虑到环保、工艺等因素，现实中部分企业的名义产能无法开满，金禾实业三氯蔗糖的实际产能占比或将更高，龙头地位稳固。表6：全球三氯蔗糖名义产能梳理业域名义产能(吨/年)金禾实业徽科宏生物建盐城捷康盐城捷康苏00新琪安西山东中怡山东中怡山东600维信广广东清怡东英国泰莱国行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告14图14：金禾实业是三氯蔗糖全球产能龙头2.3阿斯巴甜：原材料成本对总成本的影响显著我国是阿斯巴甜主要的生产国与出口国，还有大量的规划产能。按照公开资料统计汇总，我国阿斯巴甜的年总产能已经达到了4.4万吨的规模，另有2.9万吨/年的规划产能，产家均为非上市公司。近几年我国阿斯巴甜的出口稳定在1.65万吨量级以上，海外的产商比如Nutrasweet、Ajinomoto、Daesang等由于成本相对较高，近几年实际产量有限，我国实际销量占据全球七成左右。表7：国内阿斯巴甜主要的厂商汇总生产商产能(吨/年)产能占比地域扩产规划(吨/年)江苏汉光1000022.73%江苏常州光辉500011.36%江苏5000常茂生物30006.82%江苏南通常海750017.05%江苏常州科隆15003.41%江苏绍兴亚美10002.27%浙江孟州华兴30006.82%河南新疆苏源生物1000022.73%新疆江苏维多30006.82%江苏玉锋集团--河北24000汇总000行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15图15：我国历年阿斯巴甜的出口量1850018000175001700016500160001550015000阿斯巴甜出口出口同比增速20172018201920202021-10%原材料成本是阿斯巴甜主要的成本项，其中L-苯丙氨酸和天冬氨酸两种二肽是主要的原材料，也正是因为原料中L-苯丙氨酸的存在，苯丙酮尿症(PKU)患者不适合使用阿斯巴甜。按照三方可查的最新公开价格测算，L-苯丙氨酸的成本占原料成本的50.14%，天冬氨酸占34.85%，所以自备L-苯丙氨酸和天冬氨酸产能的厂商成本优势更加明显。 图16：行业阿斯巴甜完全成本拆分院测算 图17：行业阿斯巴甜原料成本拆分生证券研究院测算本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16安赛蜜的制备也是原材料成本敏感型，其主要原材料和其他材料及燃料的成本占比超过六成。进一步拆分安赛蜜的原材料成本，双乙烯酮对安赛蜜的原材料成本影响显著，其在原材料中的比例超过50%，其次是三氧化硫，占原材料比例接近20%。图18：金禾实业安赛蜜完全成本拆分 图19：金禾实业安赛蜜原料成本拆分回顾安赛蜜龙头金禾实业的成长历程，原料自给以及逆市扩张是帮助金禾实业实现后来居上的关键。2006年安赛蜜的专利到期，国内安赛蜜装置开始投建，金禾实业安赛蜜产业前身金瑞投资500吨安赛蜜产能落成。随后的几年时间，行业内产能迅速放大，而金禾实业在放大产能的同时也在生产工艺上做足研究，收率显著提升，并且在2010年实现了第二大原材料三氧化硫的自给。随着供给的增加，安赛蜜价格在2012年来到底部区间，金禾实业同年完成了安赛蜜产能的放大，并且进一步增强了产业链供应能力实现了关键原材料双乙烯酮的自给。随后行业彼时的龙头苏州浩波因为工艺原因导致双乙烯酮泄露而被迫停产，金禾实业自此确立了全球龙头的地位。此后金禾实业持续技改，在供给侧改革行业趋紧的大趋势下还是顶住压力实现产能的进一步跃升，龙头地位进一步稳固。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告17 图20：原料自给+逆势扩张，金禾实业后来居上成为安赛蜜全球龙头金禾实业和醋化股份均规划了安赛蜜的新增产能。醋化股份产业链中同样具备安赛蜜关键原材料双乙烯酮，因此计划新增15000吨的安赛蜜产能；而根据滁州市来安县生态环境分局公告的环评，金禾实业有意扩建现有年产能5000吨的安赛蜜装置到15000吨的规模。 图21：醋化股份的产业链里有安赛蜜原材料双乙烯酮 图22：金禾实业和醋化股份等都有扩建的规划(吨/年)生证券研究院行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告183目前两种主要的天然代糖：阿洛酮糖和赤藓糖醇3.1天然代糖的渗透率在逐年提升大部分天然代糖一般来源于自然界提取或者经过适当修饰，属于植物或者微生物的次生代谢产物，因此安全性更高。并且部分天然代糖还具有保健功能，比如赤藓糖醇可以保护口腔，阿洛酮糖可以降低血糖等。因此天然代糖更符合消费者健康性的追求，在代糖中的比例也呈现逐年上升的趋势。图23：天然甜味剂渗透率逐年上升20202019201820172016201520142013201220112010人工甜味剂天然甜味剂20%60%80%0%100%20%60%80%0%100%阿洛酮糖和赤藓糖醇是现阶段国内龙头企业主要布局的天然代糖方向。根据环评书数据，人工代糖龙头金禾实业布局了1000吨的阿洛酮糖产能，另外还有酶改制葡萄糖基甜菊糖苷与高端RD/RM产品500吨；保龄宝、百龙创园、三元生物等国内一线甜味剂企业也在大规模筹建阿洛酮糖还有赤藓糖醇产能。表8：目前阿洛酮糖和赤藓糖醇是国内大部分一线代糖企业的布局方向他天然甜味剂酶改制葡萄糖基甜菊糖苷与高端RD/RM产品赤藓糖醇现有产能(吨)规划产能(吨)--规划产能(吨)-现有产能(吨)产商金禾实业保龄宝7000300003000030000龙创园0000吨生物康股份行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19莱茵生物4000吨推进中福洋生物585.28200002000030000金金宸生物圣泉唐和唐15000吨诸城东晓诸城东晓原药业金金河生物集团00000吨晨光生物长赤藓糖醇是一种四碳糖醇，广泛存在于自然界植物和生物体内。上世纪赤藓糖醇作为无糖食品添加剂已经在日本、美国被广大消费者所接受，而我国的进程稍微较晚，2007年赤藓糖醇被允许添加进口香糖、调味饮料中，2011年国家发布食品添加剂赤藓糖醇食品安全国家标准，赤藓糖醇才具备了被广泛应用的基础。 图24：美国、日本等国率先通过关于赤藓糖醇的食品标准2018年赤藓糖醇产量突飞猛进，产量由2017年的1.9万吨接近翻倍增长来到3.5万吨的量级，这主要得益于零糖饮品市场规模的高速增长，2018年零糖饮品市场增速超过60%，是近几年增速最快的一年。因为赤藓糖醇在增加甜味的同时也使得饮品更有润滑和厚重感，改善了饮品风味，所以多数气泡水选择赤藓糖醇行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20最为第一添加代糖。 图25：赤藓糖醇产量增速2018年开始显著提升(万吨) 图26：零糖饮品市场规模增速匹配赤藓糖醇增速表9：多款热门气泡水的第一添加代糖为赤藓糖醇采用代糖(按含量排序)可口可乐AH!HA！小宇宙气泡水赤藓糖醇、蔗糖素、甜菊糖苷元气森林元气森林赤藓糖醇、三氯蔗糖农夫山泉苏打气泡水赤藓糖醇、木糖醇、三氯蔗糖无糖气泡水赤藓糖醇、三氯蔗糖达能-脉动无糖灵汽气泡水赤藓糖醇、蔗糖素、安赛蜜元元气森林-外星人赤藓糖醇赤藓糖醇的合成方法主要是生物发酵法，工业上对于赤藓糖醇的生产也相对更成熟，比如采用合适的碳源和氮源进行培养基优化，或者采用分批发酵、补料发酵、两步法发酵、连续发酵等工艺提高效率。在这两年赤藓糖醇的高景气阶段，也有很多企业计划或者实际新建了赤藓糖醇产线，行业产能增长迅猛。图27：三元生物赤藓糖醇制备大致路径本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告21图28：赤藓糖醇产能持续放大(单位：万吨)3.3.1阿洛酮糖已在多国获批，也有望在国内落地阿洛酮糖最早被发现于上个世纪，本世纪初才开始慢慢放量，韩国、日本最先实现阿洛酮糖的工业化生产。随着市场的扩大，各国对于阿洛酮糖的认证也在提速，目前美国、韩国、日本等国均已将阿洛酮糖列为合格食品添加剂，欧盟、中国等多酮糖-3-差向异构酶被列入食品工业用酶制剂新品种，成为国内首个获批用于阿洛酮糖生产的酶制剂，对于阿洛酮糖在国内合规进入食品添加剂领域具有里程碑意本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告22 图29：阿洛酮糖的发展历程图30：我国与阿洛酮糖相关的专利数量在提升CJ第一制糖株式会社株式会社三养社江南大学中国科学院天津工业生物技术研究所松谷化学工业株式会社可口可乐公司三得利控股株式会社上海立足生物科技有限公司中粮营养健康研究院有限公司吉林中粮生化有限公司01020304050但是市场对于阿洛酮糖的认知还不够，一方面因为天然代糖本身市场还在增长阶段，另一方面直接相关阿洛酮糖的终端还比较少，客户感知上还有提升空间，所以阿洛酮糖的的市场扩容以及边际增速都有很大的潜力。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告23图31：阿洛酮糖市场认知还不够，渗透率提升有空间龙舌兰阿洛酮糖阿斯巴甜蔗糖赤藓糖醇罗汉果糖精甜菊糖三氯蔗糖木糖醇人工甜味剂天然甜味剂从未听说不清楚3.3.2阿洛酮糖的制备：工程菌株表达体系的构建尤为关键阿洛酮糖的制备方法主要包括生物转化法还有化学法，但是化学法因为选择性较差并且成本更高，应用受到限制，而利用一种或多种酶催化底物生成目标产物的生物转化法因为低毒环保、反应温和等优势慢慢成为主流的阿洛酮糖合成方式。生物法生产阿洛酮糖主要工艺包括合适异构酶的基因挖掘、异构酶工程菌株的构建、菌株的扩大培养、菌株中酶的提取、酶促反应生成阿洛酮糖、阿洛酮糖的分离纯化以及产物结晶。 图32：生物法制备阿洛酮的流程究院生物酶的表达无法脱离宿主，生产中需要先将异构酶的基因序列连接到载体上，再将载体导入宿主菌进行发酵培养，因而基因序列的片段选择以及工程菌株表达体系的构建就显得尤为关键。行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告24目前比较典型的生物酶是酮糖3-差向异构酶，包括D-塔格糖3-差向异构酶 (DTE)和D-阿洛酮糖3-差向异构酶(DPE)，可单一催化D-果糖生成D-阿洛酮糖。但是DTE、DPE种类繁多，热稳定性、耐酸碱性各有不同，大规模工业化生产还需要找到合适的工程菌侏表达体系。表10：不同生物酶性质各有不同菌化剂D-果糖浓度/ (g·L-1)D-阿洛酮糖浓度/ (g·L-1)D-阿洛酮糖转换率(%)根癌土壤杆菌大肠杆菌全细胞70023033拉提黄杆菌谷氨酸棒杆菌全细胞瘤胃球菌5_1_39BFAA短小芽孢杆菌固定化酶500126.9525根癌农杆菌根癌农杆菌克斯克鲁维酵母全细胞枯草芽孢杆菌全细胞比较常见的表达体系包括枯草芽孢杆菌表达体系、大肠杆菌表达体系、酵母菌表达及催化体系等，三种表达体系各有优缺点，比如大肠杆菌体系虽然表达水平高并且菌株易于培养，但是大肠杆菌同样具有内毒素，并且后端阿洛酮糖产物的纯化比较复杂。根据三方专利网站，目前保龄宝、百龙创园、金禾实业等一线天然甜味剂公司均具备了枯草芽孢杆菌培养的专利。表11：各菌株表达体系的优缺点体系枯草芽孢杆菌具有非致病性；优越的发酵特性；优良的蛋白分泌能力分泌多种蛋白酶，导致目的蛋白的分解或自溶；与大肠杆菌等一些宿主菌相比，表达水平较低大肠杆菌大肠杆菌基因表达水平较高；表达系统较完善；易于培养具有内毒素；双重膜不利于蛋白分泌，纯化相对复杂菌培养条件简单；操作难度较低；食品级隆基因表达效果较低；发酵时间长；上清液多糖浓度较高不利于蛋白纯化工业生产中，阿洛酮糖的分离和纯化较为困难。由于D-果糖到D-阿洛酮糖的转化是可逆反应，在反应最终达到平衡时，D-果糖仍然大量存在，而D-果糖与D-阿洛酮糖的性质极为接近，因此使得D-阿洛酮糖的分离纯化极为困难。目前阿洛酮糖的分离方法主要有两种：模拟移动床(SMB)技术分离和利用生物转化法分离。(1)SMB技术是一种基于色谱分离原理而建立的连续分离色谱技术，具有环境友好、无副产物生成等特点，缺点是SMB设备价格昂贵；(2)生物转化法是利用生物催化剂将剩余底物D-果糖转化为其他易于从糖液中分离的化合物从而实现分离，具有操作简单、成本较低等优点，缺点是降低了底物(D-果糖行业深度研究/基础化工本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告25等)的利用率。表12：阿洛酮糖分离技术对比称操作原理度势色谱分离原理低能耗、高溶剂利用SMB设备价格昂贵、运率、高生产率、高分行参数获取困难离纯度利利用生物催化剂将剩余LI等：91.2%底物D-果糖转化为其操作简单、成本较低他易于从糖液中分离的YANG等：>90%化合物降低了底物(D-果糖等)的利用率、存在杂污染风险、产生的乙浓缩后为易燃品生物转化法3.3.4百龙创园是阿洛酮糖制备的龙头企业百龙创园于2019年推出阿洛酮糖产品，目前正在建设年产1.5万吨的结晶糖项目，预计于2023年第四季度建成投产。公司先将玉米淀粉先生产为结晶果糖，然后再对结晶果糖进行“糖化”处理，即在异构酶的作用下将D-结晶果糖转化为D-结晶阿洛酮糖，然后经脱色过滤、离子交换、真空浓缩后，采用SMB技术将结晶果糖和结晶阿洛酮糖分离，再经一系列后处理工艺即可得到高纯度结晶阿洛酮 图33：百龙创园阿洛酮糖生产流程百龙创园在“糖化”步骤优势显著，相较传统工艺酶活性提高50%，成本降低25%。根据百龙创园的专利，公司对枯草芽孢杆菌经诱变处理，得到高产D-阿洛酮糖差向异构酶的菌株BLCY-005，较传统异构酶其酶活性提升50%以上，并且公司不再进行酶提取，而是直接采用枯草芽孢杆菌发酵液进行生产，较传统方法本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告26可使成本降低25%左右。表13：各公司专利的阿洛酮糖转化率对比利所有者利名称化率龙创园D‑阿洛酮糖的制备方法.12%中粮金禾实业一种枯草芽孢杆菌发酵异构生产阿洛酮糖的方法31.3%保龄宝保龄宝一种双酶法制备阿洛酮糖的方法诚志生命科技一种含D-阿洛酮糖的果葡糖浆及其制备方法29.35%本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告274投资建议4.1行业投资建议代糖兼顾了消费者甜味和健康性追求。人类对于糖类的需求已经根深蒂固，但是过量摄入糖分又会对健康造成负面影响。按照经验来看，监管对于控糖的效果有限，因此人类需要一种提供甜味但是对健康产生负面影响相对较小的产品，所以代糖的市场需求应运而生。成本把控是人工代糖生产的关键。三氯蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜是目前比较主流的几种人工代糖，成本把控能力是厂商可以走出来的关键。对三氯蔗糖而言，原材料成本对于完全成本的影响相对更大，因此产业链一体化的企业成本优势更为明显，金禾实业是三氯蔗糖全球龙头企业；对阿斯巴甜而言，原材料成本对于完全成本的影响相对更大，L-苯丙氨酸和天冬氨酸又是主要的原材料成本项；安赛蜜的成本拆分中，原材料和其他材料及燃料的成本占比超过六成，原材料中又以双乙烯酮更为关键。以阿洛酮糖和赤藓糖醇为代表的天然代糖市场正在扩大，法规层面的认证也在加速。上世纪赤藓糖醇作为无糖食品添加剂已经在日本、美国被广大消费者所接受，而我国的进程稍微较晚，2007年赤藓糖醇被允许添加进口香糖、调味饮料中，2011年国家发布食品添加剂赤藓糖醇食品安全国家标准，赤藓糖醇才具备了被广泛应用的基础。阿洛酮糖最早被发现于上个世纪，本世纪初才开始慢慢放量，韩国、日本最先实现阿洛酮糖的工业化生产。随着市场的扩大，各国对于阿洛酮糖的认证也在提速，目前美国、韩国、日本等国均已将阿洛酮糖列为合格食品添加剂，欧盟、中国等多国也在阿洛酮糖的认证过程中。2023年5月，国家卫健委网站发布公告，D-阿洛酮糖-3-差向异构酶被列入食品工业用酶制剂新品种，成为国内首个获批用于阿洛酮糖生产的酶制剂，对于阿洛酮糖在国内合规进入食品添加剂领域具有里程碑意义。投资建议：代糖的市场渗透率持续提升，代糖生产商有望实现放量，建议关注金禾实业、百龙创园、保龄宝、三元生物、华康股份、中粮科技。表14：重点公司盈利预测、估值与评级证券代码证券代码证券简称价 (元)2022AEPS2023E2024E2022A2023E2024E002597金禾实业20.543.021.551.9571311推荐龙创园002286保龄宝7.960.360.190.23224235推荐生物605077华康股份24.951.401.391.97181813推荐本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2828%63%3%2%28%63%3%2%0% 4.2重点公司4.2.1金禾实业食品添加剂行业龙头企业之一。公司是一家以煤为原料，生产液氨、碳酸氢铵工艺流程的传统合成氨行业为基础，主要从事各类食品添加剂、大宗化学品、医药中间体、功能性化工品及中间体等产品的研发、生产和销售。公司主要产品为甜味剂安赛蜜、三氯蔗糖、甲、乙基麦芽酚、甲基环戊烯醇酮(MCP)及佳乐麝香溶液、液氨、双氧水、三聚氰胺、甲醛、硫酸、硝酸、双乙烯酮、氯化亚砜、季戊四醇、双季戊四醇、糠醛等，可广泛应用于食品饮料、日化香料及高端制造等多个行业。按产品划分，2022年公司食品添加剂营收占比62.86%，大宗化学品占比28.32%，功能性化工品及中间体占比2.97%，其他业务占比2.64%，电占比2.06%，医药中间体占比1.14%、贸易占比0.00%。 图34：金禾实业2022年产品收入结构添加剂化学品功能性化工品及中电医药中间体 3%营收和归母净利润迅速增长。2018-2022年，公司营收和归母净利润的CAGR分别达到15.08%和16.77%；其中，2022年公司实现营业收入72.50亿元，同比增长24.04%；实现归母净利润16.95亿元，同比增长44.01%，主要是产品价、甲基麦芽酚和乙基麦芽酚的价格中枢分别在8万元/吨、38.5万元/吨、11万元/吨和9万元/吨，分别同比增加21.21%、87.80%、15.79%和5.88%。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告29图35：2018年-2022年营业收入、归母净利润及增速营业收入(亿元)营收同比(右轴)归母净利润(亿元) 归母净利同比(右轴)80807060504030200060%50%40%30%20%10%0%-10%-20%20182019202020212022公司产业链纵向稳定供应、横向业务协同。公司坚持打造多元化产业布局、整合产业链上下游资源，搭建了面向食品饮料、日化香料以及高端制造等行业的规模化制造平台及技术成果产业化平台。公司自产主要产品的核心关键原材料，实现了产业链纵向稳定供应，以煤为原料，生产液氨、碳酸氢铵工艺流程的传统合成氨行业为基础，横向拓展产品条线，实现了业务协同。公司在掌握了主要产品相关核心技术的同时逐步开始在生物基材料、酶催化、绿色化学合成等领域的高附加值产品业务拆分：我们预测2023-25年营业收入分别为59.21、68.77、81.33亿元，同比增速分别为-18.33%、16.13%、18.27%。具体拆分来看，金禾实业收入主要分为食品添加剂、大宗化学品、功能性化工品及中间体、医药中间体、电、贸易和其他业务。 (1)食品添加剂方面，公司食品添加剂总产能达3.54万吨。受到库存影响，2023年三氯蔗糖价格有所下滑，随着库存影响消散，我们预计三氯蔗糖价格有望在明年回升，预计2023-25年食品添加剂的营业收入分别为32、41、53亿元，同比增速分别为-29.79%、28.13%、29.27%。 (2)大宗化学品方面，由于该板块业务不是公司发力重点，预计该板块业绩将保持平稳，我们因此预计2023-25年营业收入分别为20.74、21.15、21.58亿元，同比增速分别为1.00%、2.00%、2.00%，保持平稳增长。 (3)功能性化工品及中间体方面，由于该板块业务不是公司发力重点，此系列产品预计表现平稳，我们预计公司2023-25年营业收入分别为2.17、2.22、2.27亿元，同比增速分别为1.00%、2.00%、2.00%，保持平稳增长。本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告30 (4)医药中间体方面，公司子公司金轩科技年产1000吨呋喃铵盐生产线技改项目取得环评批复，产品逐步投入市场，我们因此预计2023-2.00%、2.00%，保持稳定增长。从毛利率角度看，我们预计公司2023-25总毛利率分别为25.21%、26.47%和31.08%，毛利润分别为14.93、18.20、25.28亿元，其中(1)食品添加剂方面，预计2023-25毛利率分别为36.88%、36.59%和41.51%，毛利润分别为11.80、15.00、22.00亿元，2024年毛利率显著提升，主要原因是新增5千吨三氯蔗糖产能有望贡献利润；(2)大宗化学品方面，预计2023-25毛利率分别为9.64%、9.64%和9.64%，毛利润分别为2.00、2.04、2.08亿元，毛利率保持相对稳定；(3)功能性化工品及中间体方面，预计2023-25毛利率分别为5.51%、5.51%和5.51%，毛利润分别为0.12、0.12、0.12亿元，毛利率保持相对稳定； (4)医药中间体方面，预计2023-25毛利率分别为3.59%、3.59%和3.59%，毛利润分别为0.03、0.03、0.03亿元，毛利率保持相对稳定。表15：金禾实业业绩拆分2022A收入(百万元)2023E2024E2025E食品添加剂4,557.773,200.004,100.005,300.00yyoy大宗化学品2,053.472,074.002,115.482,157.79yyoy功能性化工品及中间体215.64217.80222.16226.60yyoy82.8283.6585.3287.03yyoy149.23150.72153.73156.81yyoy易0.182.003.004.00yyoy其他业务41.5541.9642.8043.66yyoy其他主营业务149.84151.34154.37157.46yyoy总计7,250.505,921.486,876.878,133.35成本(百万元)2023E2022A2024E2025Eyoy食品添加剂2,380.692,020.002,600.003,100.00大宗化学品大宗化学品功能性化工品及中间体235.08205.80209.92214.12120.45121.66124.09126.57其他业务3.243.273.333.40本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告31其他主营业务其他主营业务总计4,700.564,428.565,056.715,605.83项目2022A2023E2024E2025E食品添加剂47.77%36.88%36.59%41.51%大宗化学品大宗化学品功能性化工品及中间体-9.01%5.51%5.51%5.51%电19.28%19.28%19.28%19.28%其他业务92.21%92.21%92.21%92.21%其他主营业务其他主营业务计投资建议：公司为食品添加剂行业龙头，以基础化工起步，逐步发展至精细化工领域，不断加强对于食品添加剂、阿洛酮糖等合成生物学领域的其他功能糖的研发升级，行业龙头地位优势长期存在。我们预计公司2023-2025年分别实现归母净利润8.71、10.95和16.34亿元，EPS分别为1.55、1.95和2.91元，对应2023PE覆盖，给予“推荐”评级。风险提示：宏观经济波动；原材料价格波动；国际形势变化风险等。表16：金禾实业盈利预测与财务指标项目/项目/年度2022A2023E2024E2025E营业收入(百万元)增增长率(%)归属母公司股东净利润(百万元)1,6958711,0951,634增增长率(%).0.2每股收益(元)7PB1.61.61.4百龙创园功能糖行业领军企业之一。公司是一家具备多品种规模化生产能力，主要从事益生元系列产品、膳食纤维系列产品、其他淀粉糖(醇)产品和健康甜味剂产品的研发、生产及销售的高新技术