陳振夏,吳蓮張,李 彥,胡 璇,友勝軍,余少洪,元 超,楊紹兵,楊 毅,于福來,
(1.中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所/農業農村部中藥材生物學與栽培重點實驗室/農業農村部熱帶農業野生植物基因資源鑒定評價中心/海南省熱帶藥用植物工程研究中心,海南海口 571101;2.怒江綠色香料產業研究院,云南瀘水 673199;3.怒江州農業技術推廣中心,云南瀘水 673199;4.云南省農業科學院藥用植物研究所,云南昆明 650205)
草果(Amomum tsaokoCrevost et Lemaire)為姜科豆蔻屬集藥用與食用為一體的多年生草本植物,以干燥果實入藥,具有燥濕溫中,除痰截虐等功效[1],在我國已有一千多年的使用歷史。據2019 年國家衛生健康委、國家市場監管總局聯合發布的公告,草果已進入藥食兩用物質目錄[2],是多種保健品、中成藥和食品調料的重要原料。另外,草果是國家標準GB/T 12729.1-2008《香辛料和調味品名稱》中常用的68 種天然香辛料之一[3],被譽為“開胃之王,罌粟替代品”[4],在韓國、日本等國家也是一種重要的調味品。草果主要含有揮發油類、酚類、黃酮類等活性成分[5-6],現代藥理研究表明,草果及其提取物具有調節胃腸功能[7]、減肥降脂[8]、降血糖[9]、抗腫瘤[10]、抗炎鎮痛[11-12]、抗氧化[13]、抑菌[14-15]等作用,有較高的營養保健價值。
目前,國內外對于草果的研究主要集中在草果精油及不同有機溶劑提取物的提取工藝、化學成分、生物活性及栽培技術等方面,而在草果生產深加工方面的科技研究報道相對較少,呈現草果新產品開發滯后、產業鏈短、產品附加值低和市場競爭率低的局面[16-17]。
專利文獻能在一定程度上反映某一領域的熱點前沿、技術發展現狀及發展趨勢,與產品生產的各個環節關系密切[18],是科研成果轉化的載體,基于此,本文采用專利分析法,對以草果為原料的相關食品專利申請狀況、法律狀態、專利價值度、技術布局及保健食品應用現狀進行綜合分析,以期探討草果在食品領域上的技術布局現狀,為后續草果食品的研發提供參考,助力草果產業升級。
Baiten 專利數據庫由佰騰科技開發、國內領先的擁有自主知識產權的應用軟件,主要包括中國專利和世界專利兩個部分,擁有中國、美國、俄羅斯、日本、英國、德國、法國等90 多個國家(地區)的專利數據[19]。本文基于晏宇杭等[20]、郭佳欣等[21]、董瑤等[22]的研究方法,采用Baiten 專利數據庫對以草果為原料的食品專利進行檢索分析。
本研究以《中國藥典》2020 年版中規定的草果基原植物的干燥成熟果實為研究對象[23],在Baiten 專利檢索平臺進行高級檢索,以“草果”AND“食品”為檢索關鍵詞,檢索年份為1990 年到2021 年,檢索式=((草果 食品)) AND (ad:[19900101 TO 20211231]),共3231 件發明專利,全部錄入Excel 2010 軟件進行數據整理統計分析。
采用1.2 項下檢索方法,共檢索到以草果為原料的食品相關專利3231 件,進行簡單同族合并后,共計草果食品相關發明專利3225 件,授權專利641 件(含授權因未繳年費失效專利),授權率僅為19.85%。由表1 可知,草果食品專利在全球僅有5 個國家、組織申請,分別為中國、世界衛生組織、美國、英國與韓國,而我國草果食品專利申請量獨占鰲頭,占99.69%,主要是因為我國是世界第一大草果生產國,也是主要的消費國[24]。

表1 草果食品專利全球分布Table 1 Global distribution of Amomum tsaok food patents
專利申請趨勢側面反映了專利技術發展歷程,從其申請量變化中可以了解草果在食品領域各階段技術創新情況,專利授權量則反映其每個時間段申請專利的質量。由圖1 可知,專利申請量與授權量總體呈增長趨勢,兩者發展趨勢大致可分為3 個階段。

圖1 1990~2021 年草果食品專利申請量與授權量趨勢圖Fig.1 Trend of Amoum tsaok food patent applications and authorization volume from 1990 to 2021
第一階段為緩慢發展期(1990~2005 年)此階段的專利申請量共148 件,僅占總申請量的4.59%,年均量為9.25 件/年,體現出此時期草果在食品的應用技術發展緩慢,草果加工技術處于起步階段,也體現了當時人們的專利保護意識較差。
第二階段為緩慢增長期(2006~2011 年),專利申請為342 件,占總申請量的10.6%,年均量為57 件/年,直到2011 年,專利量達到88 件,由此體現出草果在食品的應用市場開始慢慢增長。
第三階段為快速發展期(2012~2021 年),專利申請量達2578 件,占總申請量的79.94%,并在2016年達到了申請量的階段性頂峰,該年專利申請量為467 件;2019 年后申請量略有下降,開始進入成熟穩定期。由于2021 年的部分專利從申請到公開最長18 個月,故2021 年的數據僅供參考。由此反映出草果在食品的應用越來越廣泛,專利申請量保持較高水平,一方面與我國是世界第一大草果生產國與消費國有關,另一方面與各地方政府出臺的專利資助政策有關。
從授權專利上看,1990~2009 年這20 年授權的專利趨于平穩,此時期申請的專利333 件,授權的專利僅為74 件,平均每年授權的專利為3.7 件;2010~2016 年授權專利為快速增長期,共473 件,2013 年達到高峰,2017 年后授權率開始下降,其授權量并沒有隨著申請量的增加而增加,一方面與2016 年開始國家明顯加大新穎性審查力度有關,另一方面說明草果食品相關專利出現大量低質量專利申請。
專利申請地域分布可以體現出所在區域或城市的自主創新研發能力,也能反映其相關產業在市場中的競爭力[25]。近年來,我國草果產業快速發展,已成為各地市場較為關注的品種之一,草果食品相關專利產業在全國都有分布,前20 申請地域見圖2,該數據在一定程度上反映了技術的來源地,其中前10 地域的專利申請量達2215 件,占總申請量的69.11%,主要集中在安徽、四川、江蘇、廣東、廣西等地,而我國草果的主生產地主要集中在云南、貴州、廣西等西南地區,通過分析了解安徽、江蘇等非主產地的專利量多于主產地的原因,主要在于這兩個地域的專利資助政策和各項激勵措施的全面實施,加強知識產權創造,進而促進創新水平的提高。

圖2 草果食品專利前20 申請地域分布圖Fig.2 Geographic distribution of top 20 applications for Amoum tsaok food patents
從申請人構成中(表2),企業與個人的專利申請量達2979 件,占總申請量的92.37%,從表格橫向上看,企業申請量高但授權率僅為15.42%,表明企業雖重視專利保護意識但其研發能力不足。個人申請量為892 件,授權率為25.78%,高于企業。以上反映出,企業與個人存在大量低質量專利,專利技術創新性低下。而高校院所的專利申請相對較少,僅246 件,但是其授權率卻是最高的,占36.18%,究其原因可能是高校院所科研條件良好、基礎理論知識與科研能力相對有較高的優勢。

表2 草果食品專利申請人構成情況統計Table 2 Amoum tsaok food patent applicant composition statistics
通過專利申請人的專利申請量排行可以了解當前技術創新的核心領軍研究機構,判斷該研發機構的專利活躍度及對技術創新的重視重度[26]。進一步對申請量排名前10 位的申請人進行分析可見(圖3),前10 位申請人的申請量共計284 件,占總申請量的8.86%;排名前10 位的有9 家企業、僅1 位個人。申請量排名第1 位的是個人萬勤勞,為草果食品專利的領軍人物,其申請相關專利的主要技術方向在保健豆皮、豆豉、腐乳的應用,申請量為90 件,授權專利達78 件,占其申請量的86.66%,但有效專利僅2 件,主要原因是大部分授權專利因未繳年費而失效,由此可反映出其成果轉化能力較低,大部分專利未實現其市場價值。授權率與有效率高的兩家企業分別為徐州綠之野生物食品有限公司與安徽光正食品有限公司,為草果食品專利的核心領軍企業,其中徐州綠之野生物食品有限公司申請的相關專利主要集中在即食、風味、休閑食品與蔬菜制品中的應用,而安徽光正食品有限公司申請的相關專利主要應用在肉制品的加工或制備上。哈爾濱靈椿味道食品開發有限公司與徐州久思鄉食品有限公司,這兩家申請的專利數量多,但無一件授權。從整體上看,9 家企業授權的專利量僅為45 件,不及個人萬勤勞一人的授權量,由此可進一步反映出,企業中的低質量專利較多,缺乏有技術含量的發明專利。

圖3 草果食品專利前10 申請人概況統計圖Fig.3 Statistical chart of top ten applicants for food patent of Amoum tsaok
2.5.1 法律狀態 專利法律狀態信息對于把握專利質量、技術成熟度、新產品開發以及研發實力等方面有重要意義[27]。草果食品應用技術專利的法律狀態構成見圖4。由圖4 可見,專利法律狀態包括有權、申請中、無權專利三項,其中有權專利281 件,申請中的專利661 件,無權專利2283 件,有權的專利僅占8.71%。綜上數據分析,專利有效率低,反映出草果食品領域存在大量低質量專利,技術成熟度水平低。

圖4 草果食品專利法律狀態圖Fig.4 Legal status of Amoum tsaok's food patent
2.5.2 法律事件 目前,我國處于整體專利技術市場轉化率低、專利許可專業化水平不高的階段[28]。草果食品相關專利技術市場價值現狀也不例外,數據統計結果顯示(表3),高質量專利一共361 件,占總申請量的11.19%,以權利轉讓與著錄變更為主,由此可看出,草果食品相關專利可進行經濟轉換的比例偏低,大量專利成為“沉睡專利”,也反映出草果食品相關專利經濟市場化低。

表3 草果食品相關專利法律事件統計表Table 3 Statistics of Amoum tsaok food related patent legal events
專利價值度分析為客觀反映專利的價值,中國技術研究所于2012 年正式頒發了《專利價值分析指標體系操作手冊》,提出基于三個維度分析的專利價值度分析體系,即分別從法律價值度、技術價值度、經濟價值度來計算得到專利價值度[29]。本文以Baiten 專利數據庫系統自動評估后的總評分為依據,從技術、經濟、法律價值三個層面的總評分對草果食品282 件有效專利的價值度進行整理分析(見圖5)。由圖可知,草果食品相關有效專利的總評分處于51~69 分,草果食品有效專利平均價值度為58.95分,反映出草果食品相關高價值專利技術處于空白狀態。

圖5 草果食品相關專利價值度分布Fig.5 Amoum tsaok food related patent value distribution
2.7.1 主要專利技術IPC 小類分析 目前,IPC 是國際上通用的專利文獻分類,也是技術研發的活躍區域的集中體現[30],專利數達20 件以上的如表4 所示,在草果食品研發領域中,主要集中在A23L 類別,這類專利申請量占專利總申請量的85.41%。究其原因,草果是一種藥食同源的天然香辛料,具有特殊濃郁的辛辣香味,可用來烹調菜肴,達到去腥除膻、增進菜肴味道的作用,其香氣成分是草果研發的一個重要方向[31];其次是A23C 在乳制品中的應用,占草果食品專利總數量的5.14%;再者是A23D、A61P 與A61K。草果是藥食兩用品種,被《中國藥典》(2020年版)收載,2019 年國家衛生健康委、國家市場監管總局聯合發布公告,草果進入藥食兩用物質目錄,草果在保健食品中的應用專利技術如A61P 與A61K共110 件,占3.44%。

表4 草果相關食品專利主要IPC 小類分布Table 4 Distribution of main IPC categories of Amoum tsaok related food patents
對A23L 類專利進一步細化發現(見圖6),目前該領域內的專利申請主要集中于A23L27/00,草果作為調味應用的類別還有A23L27/60、A23L1/221、A23L13/20、A23L27/10,共589 件專利;其次,草果在肉類或禽類制品中的應用類別為A23L1/315、A23L13/50、A23L13/10、A23L1/311,共587 件專利。由此說明當前草果在食品領域的技術研究熱點是調味料、增香劑或佐料以及肉類或禽類制品上。

圖6 草果食品專利A23L 技術細分布圖Fig.6 Amoum tsaok detailed distribution of food patent A23L technology
2.7.2 草果食品領域專利應用分類 依據市場監管總局發布的《市場監管總局關于修訂公布食品生產許可分類目錄的公告(2020 年第8 號)》,對3225 件專利進一步分類(見圖7),由圖7 可知,草果在26 類食品中都有應用,其中以草果為原料的食品專利技術研發熱點為肉制品與調味品的加工與制備、保存方法等,專利數達1968 件,占總申請量的61.14%。由圖7 中可以看到,草果作為藥食兩用食品,在保健食品領域上的技術創新顯得較為薄弱,可進一步加強其在該領域技術的研發。

圖7 草果相關專利食品細分領域分布圖Fig.7 Distribution of food segments of Amoum tsaok related patents
2.7.3 草果保健食品相關專利主要功效的應用分析隨著我國經濟的快速發展,人們對保健食品的需求日益增長,針對現階段我國80 件草果保健食品專利的主要功效的應用進行分析(見圖8),發現草果保健食品專利申請主要集中在增強免疫力、健脾開胃、降三高、清熱解毒、解酒等功效上,其中增強免疫力與健脾開胃的專利數量分別為22、13 件,分別占草果保健食品專利總量的27.5%、16.25%,說明草果有增強免疫力與健脾開胃這兩方面具有較高的認可度與關注度。

圖8 草果保健食品主要功效應用情況統計圖Fig.8 Distribution map of relevant patented food segments of Amoum tsaok statistics of main efficacy applications of health food
近年來,草果在食品中的應用技術逐漸受到重視,相關專利申請量整體上也有所提升,相關研究逐步深入。本研究基于以上格局分析,針對草果食品專利質量低的問題提出以下建議:以市場為導向,提高草果食品專利的創新性,培育高價值專利。如在加工技術上加強草果揮發油或其他有效物質提取工藝、藥效物質基礎研究,提高草果應用的創新性,擴展其應用范圍;明確自身劣勢,加強多方合作,整合優質資源,提升專利的質量與價值。如加強多方合作,高校院所以企業的市場導向為基礎,企業則以高校院所的基礎研究為前提,基礎研究與市場發展方向相結合,提升專利的質量與價值;搶抓大健康產業發展機遇,發展健康綠色食品。隨著綠色食品、保健食品相關產業消費比重逐步上升,這給具有藥食兩用的草果帶來時代機遇。因此打造“開放型、創新型、高端化、信息化、綠色化”的草果健康綠色產品,進一步綜合拓展其價值鏈,助力草果產業升級。