蛹蟲草人工培養基質專利申請情況分析

孫 婕

（國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心，廣東 廣州510555）

蛹蟲草（Cordyceps militaris）又稱北冬蟲夏草、北蟲草，是一種珍稀的食藥用真菌，已經被醫學界證實具有較高滋補和藥用價值。我國蛹蟲草種質資源豐富，在菌種選育、栽培管理及培養基質選擇等方面的研究有一定的優勢。自20世紀80年代我國科研工作者首次成功培養出蛹蟲草子實體以來[1]，其人工栽培技術發展快速。無論是人工栽培獲得的子實體，還是菌絲培養所得的有效成分，均可用于制備各種營養食品、藥品等，市場前景廣闊。

在可控條件下，蛹蟲草多采用無性繁殖，不同的培養基和生長環境，對子實體活性成分的含量、活性功能等品質的影響很大。

1 栽培方式

目前，蛹蟲草的人工培養主要分3 種方式[2]：一是液體發酵培養。通過配置培養液，搖瓶或靜置發酵，獲得蛹蟲草菌絲體和代謝產物；二是固體栽培。主要采用大米、高粱等糧食作物等為原料培養以獲得子實體，今已篩選出可替代糧食的其他栽培原料；三是寄主培養。通過選擇特定的侵染寄主，使得菌絲體在寄主內定植生長，以獲得蛹蟲草。

以上3 種培養方式各有優缺點，液體發酵培養能夠有效縮短栽培時間，通過控制發酵條件，獲得的菌絲體營養成分與野生蟲草接近，在發酵液中還可獲得其他所需物質；但該方式對設備和培養環境條件的要求較嚴格，不能出現污染，一旦污染，則很難獲得目標產物。固體栽培可利用資源豐富，操作較為簡單，但生產周期較長，產物比液體發酵的少。寄主培養通過充分模擬自然環境，能夠獲得與野生蟲草相似的產品，但需要對蟲體進行選擇和養殖，工作量較大。生產實踐中應根據各自條件，有針對性地選擇一種進行培養。

2 培養基質專利申請情況

筆者通過系統檢索和分析，獲得蛹蟲草人工培養基質相關專利申請377 件，其中一般發明專利在申請后3～18 個月公開，實用新型專利和外觀設計專利在申請后6 個月左右公開，因此2018—2019年的數據，可能會因專利公開時間的延后而不完整。

2.1 申請數量

圖1展示了2000—2019年國內蛹蟲草培養基專利申請數量的變化趨勢，可以看出，在2008年以前，國內的專利申請數量少而發展緩慢，2009年開始快速增長，至2015年達到峰值，之后回落并平穩。

2001—2019年期間，國外的蛹蟲草培養基質專利申請的數量較少，除2015年有8 件外（韓國和日本分別占4 件），其余年份均為一兩件。國外專利發展緩慢，與對蟲草的保健功能關注熱度不高有關。

圖1 2000—2019年國內蛹蟲草培養基專利申請數量

筆者分析，2015年國內外蛹蟲草培養基專利申請數量多的原因可能是，因雨水充沛，2015年西藏地區的野生冬蟲夏草的產量達到10年來新高，提升了領域內對蟲草的關注度，進而提高了對蛹蟲草培育技術的研發熱度。

2.2 申請人

通過分析創新主體的類型、性質、研發實力及研發目的，明確創新成果偏向于基礎研究還是商業應用，定位技術在產業鏈中的位置和可能的運營模式，為進一步找出影響產業發展的不同類型的創新主體提供依據。

統計我國不同主體類型申請蛹蟲草培養基專利數量的結果為，專利申請人主要以企業和個人為主，企業共127 件，個人共100 件，企業以張家港市臧聯生物研究所有限公司申請數量最多，為10 件；個人中以何寒申請數量最多，為15 件。研發實力雄厚的高校、科研單位的申請數量相對也較多，分別為84件和39 件，其中，以江南大學申請數量最多，為32 件；機關團體申請數量較少，為6 件。表明該領域的研發主體整體研發實力較強。

3 不同培養方式培養基質的專利申請情況

國內外對于3 種培養方式的研究均較為活躍，其中申請數量最多的是固體栽培基質，有193 件，其次是液態發酵培養基質145 件，余下39 件涉及寄主培養。

我國的研究熱點是固體栽培基質，主要在于尋找可替代基質材料，以減少糧食資源的消耗，并獲得更好的栽培效果；而寄主培養方面則是尋找和發現可替代的蟲體，以減少蠶蛹的使用。培育蛹蟲草的目的一方面在于直接獲得子實體或蟲草，用于產品的開發制備，另一方面是對蛹蟲草培養過程中產生的代謝產物進行提取和利用。不管基于何種用途，培養含有特定營養元素和功能的蛹蟲草產品，必將成為研究的熱點。

1993年，李江（CN1094754A）為了獲得富硒蛹蟲草，采用富硒原料進行栽培；1996年（CN1156177A），為了獲得富鍶產物，又通過對蠶幼蟲喂食富鍶的桑葉獲得富鍶的蟲體。為了提高蛹蟲草的抗病性能，張顯科（CN1138097A）選擇在固體培養基中加入相應的抗菌藥劑。田敬華（CN1546645A）、李宏（CN1861782A）、鄒玉華（CN101050426A）、曹玉寬（CN102246657A）和徐州工程學院的陳宏偉（CN102172171A）等均通過在培養基中加入相應的原料以增加最終產品中的硒、鋅和鍺等營養元素含量。

自2002年CHUNG W S（KR432472B）首次在培養基中加入草藥植物以來，對如何選擇中草藥原料加入到蛹蟲草培養基中以使其最終產物含有中藥性能，提高蟲草的藥理性能，簡化中醫配伍用藥，也將逐漸成為研究的熱點。表1列出不同時間段培養基質等的研究主題。

在寄主培養方面，主要的研究方向是選擇除桑蠶外的其他蟲體寄主。2000年以來，發現多種蟲體如夜蛾、蝸牛、金龜、地鱉蟲等，能夠作為蟲草菌的感染寄主；2012年利用禽蛋感染蟲草菌（KR20120077691A和CN103210787A）；2014年采用活蚯蚓作為感染寄主（CN2014104436236）；2016年采用小雜魚作為感染寄主（CN2016102382796）。可見，尋找多樣化的寄主可能會帶來栽培技術的突破。

表1 不同時間段蛹蟲草基質研究的專利主題

在固體栽培方面，尋找可替代糧食作物的栽培原料，如工農業和生活廢棄物等的研究較多。已報道可利用的固體廢棄物有棉籽殼（CN102100152）、醋泥（JP2003116342）、酒糟（CN101946638）、咖啡廢渣（JP2012060974A）、青稞（CN102301912A）、豆渣（CN103503689）、蠶蛾的下腳料（CN103238458）和餐廚垃圾（CN103348872）等。并發現以青稞、墨米、甘薯渣、發芽玉米、藕粉等谷物為原料，加入桑葉、烏飯葉、吸收了茶水的米、禽畜肉、海產品（海參和蛤蜊）等，均可用于栽培。如何進一步擴大可用于栽培的廢棄物來源，獲得更多的固體栽培基質也將成為研究的熱點。目前，在培養基中加入中藥組分獲得功能性產物的技術漸趨成熟，已知宜加入的中草藥原料有：多種草藥植物（KR432472B）、黃芪（CN101940611）、五味子（CN102293122A）、五味子廢渣（CN103098650）、多種中草藥營養液（CN103621315）和淫羊藿（CN103688748）。擴大中藥組分的選擇，使中藥中的有效成分被蟲草最大限度地吸收；加入功能性原料，如特殊氨基酸、嘌呤等，促進蟲草有效營養元素含量的增加，提升產品的品質，這些既是今后研究的熱點，更是研究的難點。

4 結 論

隨著人們對保健養生的日益重視，對蟲草的需求量越來越大。人工栽培蛹蟲草技術的研究逐漸成為熱門課題。與野生冬蟲夏草相比，人工栽培的蛹蟲草其蟲草多糖、氨基酸、維生素、微量元素等化學成分比較接近，而腺苷和蟲草酸的含量則明顯更高[3]。

當前，我國逐漸進入老齡化社會，老年群體數量已超過總人口的10%，其對具有食藥用功效的保健類產品的需求日漸增大。蛹蟲草作為一種具有良好保健功能的產品，可增強人體免疫力，越來越受到消費者的青睞，市場份額逐漸增大。我國蛹蟲草人工栽培技術尚屬領先，專利申請較多，但科研機構和企業的重視程度和創新度還嫌不足，需要有關部門給予更多的鼓勵和支持。在蛹蟲草栽培技術和產品的研發方面，今后將朝著充分利用自然資源和減少廢棄物污染，以及增加產品附加值的方向發展。如何最大限度地利用各地廢棄物資源生產富含特定營養成分的產品，需要各研究主體的進一步關注和重視。