基于加工產業專利知識圖譜分析的貴州食用菌加工建議

摘" " 要： 食用菌產業作為貴州省重要優勢特色農業產業，總體規模位列全國前十。然而食用菌加工產業發展卻很薄弱，精深加工嚴重不足，尤其在技術創新和專利技術應用上仍存在著短板和差距，嚴重制約和影響了食用菌產業的健康可持續發展。為提升貴州省食用菌加工產業科技創新能力，以食用菌加工產業為研究對象，運用專利分析和知識圖譜等理論工具，對食用菌加工產業在專利基礎態勢、專利技術主題聚類以及專利技術網絡等方面開展專利分析，從現有專利信息中挖掘關鍵技術信息，分析不同發展時期的核心專利，厘清近年來食用菌加工產業專利技術發展現狀及路徑，探尋專利技術研究的空白點，尋找未來專利技術發展的方向和機遇。最后結合專利分析情況，在加強應用基礎研究、推動精深加工縱深發展，加強企業與科研機構合作、推動產學研融合發展，加強科技成果轉化、推動技術成果產業化應用等方面提出產業發展建議，以期為貴州食用菌加工產業技術創新發展提供參考。

關鍵詞： 食用菌； 貴州； 加工； 專利分析； 知識圖譜； 發展對策

中圖分類號： S646 文獻標志碼： B 文章編號： 1673-2871（2024）07-186-10

Suggestions for processing edible mushrooms industry in Guizhou based on the analysis of patent technology

WANG Pei， OU Juan

（Institute of Modern Agricultural Development， Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang 550000， Guizhou， China.）

Abstract： As an important advantageous characteristic agricultural industry in Guizhou province， the edible mushroom industry ranks among the top ten in China in terms of overall scale. However， the development of the edible mushroom processing industry is very weak， and there is a serious lack of deep processing， especially in terms of technological innovation and patent technology application. There are still shortcomings and gaps， which seriously restrict and affect the healthy and sustainable development of the edible mushroom industry. In order to enhance the technological innovation capability of the edible mushroom processing industry in our province， this article takes the edible mushroom processing industry as the research object， and uses theoretical tools such as patent analysis and knowledge graph to conduct patent analysis on the edible mushroom processing industry in terms of patent foundation trend， patent technology topic clustering， and patent technology network. Key technical information is excavated from existing patent information， and core patents in different development periods are analyzed， the current status and path of patent technology development in the edible mushroom processing industry in recent years are clarified， the gaps in patent technology research are explored to find the direction and opportunities for future patent technology development. Finally， based on the analysis of patents， we will strengthen basic research on applications and promote the in-depth development of precision machining. The cooperation between enterprises and research institutions is strengthened， which promotes the integrated development of industry， academia， and research. Suggestions for industrial development are proposed to strengthen the transformation of scientific and technological achievements， promote the industrial application of technological achievements， and other aspects， in order to provide reference for the technological innovation and development of Guizhou's edible mushroom processing industry.

Key words： Edible mushrooms; Guizhou; Processing; Patent analysis; Knowledge graph; Development strategies

貴州作為典型的山地農業省份，省委省政府立足資源稟賦、氣候條件、產業基礎和市場需求等，提出因地制宜發展現代山地特色高效農業。食用菌產業作為貴州省重要特色農業產業之一，近年來獲得強勢推動，實現快速發展，2022年食用菌種植規模60億棒（666.67 hm2），產量210萬t，產值260億元，總體規模進入全國前十。當前全省有食用菌行業國家級龍頭企業3家、省級龍頭企業50家，規模以上加工企業24家，以食用菌為主導產業的省級農業示范園區達30個，形成了黔西南、黔西北、黔東三大產業集聚區[1]，成為南方最大的夏菇生產基地、最大的優質竹蓀生產基地，競爭優勢明顯，其中紅托竹蓀、冬蓀種植規模全國第一。然而與發達省份相比，貴州食用菌產業的發展還存在一定的差距，尤其表現在食用菌加工產業方面，雖然2022年貴州省食用菌年產量在200萬t以上（數據來源于《2022年中國食用菌產業發展報告》），然而，食用菌年加工消耗量不足五分之一，食用菌產業總體處于鮮銷為主、初加工為輔的階段[2]，精深加工嚴重不足，農產品附加值不高，加工研發能力不足，這嚴重影響和制約了貴州省食用菌產業健康持續發展[3]。要推進貴州省優勢特色食用菌加工產業發展，形成自己的核心競爭力和產品品牌，必須不斷提高科技支撐能力，努力在食用菌加工的關鍵技術和關鍵領域上取得重大突破。對此，筆者在本文中以食用菌加工產業為研究對象，從專利分析和知識圖譜等視角，進行食用菌加工產業在專利基礎態勢、專利技術主題聚類、專利技術網絡以及核心專利分布情況等方面分析[4]，從現有專利信息中挖掘關鍵技術信息，從而形成知識圖譜，識別不同發展時期的核心專利，厘清近年來食用菌加工產業專利技術發展現狀及路徑[5-6]，探尋當前貴州省在食用菌加工方面的技術短板和差距，發揮專利信息對食用菌加工產業技術發展的引導力和創新資源的配置力[7]，對推動貴州省食用菌加工產業技術轉型發展具有重要的理論意義和實踐價值。

1 食用菌加工產業專利基礎態勢分析

1.1 數據來源

本文中所分析的食用菌加工產業專利數據主要來源于合享智慧incoPat科技創新情報平臺（http：//www.incopat.com/），通過合享智慧incoPat專利數據庫，根據食用菌加工產業特征，將技術主題分解為食用菌初加工、主要成分提取、檢驗分選、保鮮及包裝、烘干、用于藥物、食品、化妝品、飼料等方面，對國內外在2000年1月1日至2022年12月31日公開的170多個國家、地區和組織的食用菌加工領域相關專利數據進行檢索、分析、清洗、篩選和整理，最終獲取8675件食用菌加工產業有效專利數據，并以此建立食用菌加工產業專利數據庫，進行量化分析[8]。

1.2 食用菌加工產業專利技術發展趨勢分析

對全球食用菌產業加工環節的8675件相關專利數據按照申請年份進行統計篩選，得出食用菌加工產業專利技術發展趨勢圖，由圖1可以看出，2001—2019年食用菌加工產業相關專利的年申請量從未降到過100件以下，從2012年以后年申請量開始快速上升，尤其在2012—2018年這個階段，2016年專利申請量到達頂峰狀態，最高專利申請量一年達到1143件，在2019年以后處于快速下降的階段，2022年時只有38件了，這說明食用菌加工產業經過快速發展以后，專利技術已經處于比較成熟的狀態，近10 a（年）來食用菌產業不僅在食品加工方面取得了突飛猛進的發展，日本、韓國、美國和中國在食用菌醫藥、化妝品等深加工領域的應用也取得了長足的進步，這也推動了食用菌加工產業相關專利技術的發展。

1.3 食用菌加工產業專利技術主題分析

對全球食用菌加工產業的8675件專利數據按照技術主題經過逐件標記和歸類進行歸納分析[9]，如表1所示，食用菌加工產業的相關專利技術主要分布在食品飲品3162件、食用菌初加工2634件、主要成分提取596件、檢驗分選477件、保鮮及包裝361件、烘干356件、用于藥物319件、食用菌滅菌295件、清洗254件、用于日化化妝品86件、粉碎58件、用于飼料37件、其他應用40件[10]。通過食用菌加工產業專利技術主題分析，可以看出，全球食用菌加工產業專利申請主要集中在食用菌加工食品飲品（3162件）和食用菌初加工（2634件）方面，占比高達67%。隨著食用菌產業的不斷發展，在技術上不僅滿足于初加工，更是向食品、飲品、主要成分提取、藥物、化妝品等精深加工方面發展。

1.4 各區域食用菌加工產業專利申請量分析

對全球食用菌加工領域的相關專利按照主要申請國家進行篩選。由表2可以看出，全球食用菌加工專利申請量排名前10位的國家依次是中國、日本、韓國、美國、俄羅斯、德國、法國、澳大利亞、加拿大和巴西。其中，中國以7036件（占比81%）專利排名第一，日本以451件（占比5.1%）排名第二，韓國以247件（占比2.8%）排名第三，三者占比高達88.9%。可以看出，中國、日本和韓國在食用菌加工領域專利技術方面有顯著優勢，是專利技術的主要來源國，注重專利技術的保護與戰略布局。

對中國各省份專利情況（表3）進行分析可以看出，專利申請量在100件以上的省份有24個，其中，專利申請量排名前5位的是安徽1064件（占比15.6%）、江蘇629件（占比9.2%）、福建524件（占比7.7%）、湖北374件（占比5.5%）、黑龍江372件（占比5.4%），前5位專利申請量占全國的43.4%，說明這5個省份食用菌加工產業發展較好，專利技術較為成熟，核心專利較多[1]。其中，貴州省在食用菌加工產業的專利申請量是180件，在全國排名第13位，雖然處于中間位置，也得益于近幾年貴州省食用菌產業的快速發展，產業發展推動了技術進步。但在食用菌加工領域，貴州省的技術并沒有優勢，通過分析，貴州180件食用菌加工產業相關專利的技術主題多集中在是清洗、烘干、初級食品等初加工領域，在食用菌主要成分提取、藥物應用、化妝品應用等深加工領域涉及較少，且不存在專利申請量在10件以上的申請人，專利申請比較分散（表4）。

1.5 食用菌加工產業專利申請人排名及主要技術方向分析

對全球食用菌產業加工環節的8675件專利按照專利申請人申請量進行排名，主要申請人如圖2所示（圖中選取了專利申請量＞10件的申請人），在全球專利申請量排名前34位的申請人中，國外企業4家、中國科研機構11家、中國企業19家，中國科研機構所申請的專利占中國專利申請的32.35%，占比較高，表明食用菌加工產業化程度較低。排名第一位的俄羅斯瓦倫特生物，其專利技術主題主要集中在食品加工和切片烘干等初加工方面，且均未在其他國家和地區布置同族專利，在國際市場上的競爭力不足；中國科研機構和企業申請的專利技術主題多集中在食品加工和食用菌初加工方面，且均未向其他國家和地區申請同族專利，國際市場競爭力不足；日本小林制藥、法國皇家尚比農和美國賓夕法尼亞大學等歐美日申請人的專利技術主題多集中在食用菌保鮮、藥物應用、化妝品應用等領域，且分布在各個國家和地區的同族專利眾多，個別專利的同族有90多個。由此可見，大多數中國專利申請的技術主要集中食品和初加工方面，技術含量并不高，食用菌加工技術研發應更多參考國外專利技術。其中，在圖2的專利申請人排名數據中申請量在15件以上專利申請人中找不到貴州，表明貴州近幾年食用菌產業雖然發展迅速，位列全國第一梯隊，但主要還是集中在食用菌種植方面，加工產業發展還是集中在初加工方面，加工技術支持主要源于省外。

2 基于知識圖譜的食用菌加工產業專利分析

本文基于Java開發的CiteSpace軟件對已獲取的8675件食用菌加工產業相關專利數據進行可視化分析[11]。運用知識圖譜和專利分析理論工具，對食用菌加工產業領域專利數據按照技術主題詞、申請人、分類號、申請日期等進行關聯技術間的可視化分析[12]，探尋食用菌加工產業專利技術發展軌跡，分析核心專利，對其專利申請趨勢和技術熱點進行探討分析[13]，發掘關鍵專利技術研究、申請的空白點，探索食用菌加工產業在專利技術方面自主創新的增長點和突破點，為食用菌加工產業相關科研單位和企業在未來專利技術發展方向上提供參考。

2.1 食用菌加工產業專利技術主題詞聚類分析

運用CiteSpace軟件對已獲取的8675件食用菌加工產業專利按照日期進行編號，根據關鍵主題詞出現的頻次及共現關系，對專利技術關鍵主題詞進行聚類分析[14]，形成2000—2022年間食用菌加工產業專利技術關鍵主題詞演變圖譜，如圖3所示，可以看出，從2000—2015年的15年里，在食用菌加工這一領域的專利技術主題詞主要集中在營養（nutrition）、口感（taste）、工藝（Technology）、保健（health）、成分（component）、免疫力（immunity）等這一塊，這段時間隨著社會經濟的發展、居民消費水平的提升，對食用菌產品的要求更注重營養，這一段時間在食用菌加工領域內相關的技術研發更多是集中在營養、口感、保健等方面。2015年以后，食用菌加工領域內的專利技術研發發生了比較大的變化，專利技術主題詞主要集中在效率（efficiency）、效果（effect）、口感（taste）、風味（flavour）、營養（nutrition）等方面。可以看出，隨著食用菌加工技術的逐漸成熟，在技術上逐漸關注提高食用菌加工的效率和效果，改變食用菌加工產品口感和結構等方面。

2.2 食用菌加工產業專利技術突現關鍵詞分析

突現關鍵詞可以反映某時期的研究熱點以及預測研究趨勢[15]。本文選取的年份是2000—2022年，藍色線條是節點開始出現的時間，紅色線條是節點突顯的時間，根據節點類型選擇關鍵詞，關鍵詞類型選擇名詞短語，結合Citespace軟件自帶的突現檢測算法，選擇前20位的突現關鍵詞，運行軟件導出數據，得到食用菌加工領域專利技術突現關鍵詞圖譜[16]。從圖4可以看出，2000—2013年期間，在食用菌加工領域專利技術出現很多強度較高的突現詞，其中，“方法制作簡單”中心度15.930、“工藝易掌控”15.312、“滿足市場需求”中心度13.609、“工藝簡單”中心度11.145，可見“方法制作簡單”“工藝易掌控”“滿足市場需求”“工藝簡單”是這段時間食用菌加工專利技術研究的中心節點，技術研究的主攻方向，這段時間是食用菌加工專利數量緩慢增長階段，加工技術還處于食用菌加工的初級階段，在技術上主要是圍繞加工制作簡單、簡化工藝等方面，開發的加工產品能更好的滿足市場需求。2014—2022年，突現詞出現強度較高的是“結構簡單”中心度25.670、“食用方面”中心度23.878、“使用方便”中心度22.071、“提高人體免疫力”中心度21.224、“提高工作效率”中心度17.071、“延緩衰老”中心度13.092、“增強免疫功能”中心度12.923、“產品質量高”中心度12.621等，這段時間隨著食用菌加工技術的成熟，開發產品的多樣，技術研發主要集中在食用菌產品結構、食用方便、產品功效和產品質量方面，推進食用菌加工走向工廠化，提升食用菌加工產品的附加值，滿足市場的多樣化需求，提升食用菌加工產品市場競爭力。

2.3 食用菌加工產業專利技術網絡分析

運用CiteSpace軟件中的Triz技術，將食用菌加工產業專利按照日期進行編號，氣泡的大小代表兩個專利技術關鍵詞在不同專利中共同出現的次數，氣泡越大說明它們之間的關聯性就越大、重要性越高，一定程度上代表了食用菌加工領域在不同時期的核心技術情況[17]，進一步揭示了食用菌加工產業技術發展的變化。如圖5、圖6，可以很直觀地看出食用菌加工環節核心專利情況和核心專利技術研究方向，2000—2010年食用菌加工的核心專利技術主要圍繞怎樣提高食用菌加工的經濟效益，使食用菌加工制作方法簡單、降低生產成本等。2010—2017年食用菌加工技術快速發展，這段時間專利申請量較多，攻克的核心專利技術也較多，主要表現在提高生產效率、改善生產工藝、增強免疫力等方面，這段時間通過食用菌加工技術的發展，降低食用菌加工成本、提高食用菌產品營養價值、提高人體免疫力等成為技術研究的主攻方向。2018—2022年，這段時間食用菌加工技術處于快速發展階段，更加注重產品的營養價值、提高人體免疫力、防癌抗癌等健康食品發展。2000—2022年，這20 a在食用菌加工方面的核心專利技術主要集中在食用方便、成本低、保健、使用方便、營養豐富、口感好、結構簡單、抗腫瘤、抗衰老、提高免疫力、味道鮮美、生產成本低等方面，主要加工食用菌品種有香菇、木耳、羊肚菌、靈芝、茯苓、銀耳、草菇、猴頭菇、姬松茸、紅托竹蓀等[18]，主要食用菌加工種類集中在食用菌產地采后初加工產品、醬料調味品[19]、多糖提取物[20]、食用菌復合湯料、罐頭、膨化香菇脆、食用菌面條、乳品飲料、藥品保健品[21]、化妝品、飼料制品等精深加工產品方面，表明近20 a食用菌加工研究從大宗食用菌加工到特色食用菌加工，初加工到精深加工，簡單的醬料調味品到食用菌營養成分提取的藥品保健品，從注重食用方便、使用方便、味道鮮美到關注健康、抗腫瘤、防衰老、提高人體免疫力等方面獲得了快速發展，這也是食用菌加工產業近年來專利技術攻關的關鍵技術和關鍵研究領域，為未來食用菌加工產業技術的發展尋找新的創新點和增長點提供了研究方向。當食用菌產業快速發展、產量不斷提高時，初加工和精深加工必須跟上，這樣食用菌一、二、三產業鏈才能有效銜接，產業才能健康持續發展。

3 結論與建議

3.1 結論與討論

通過對食用菌加工產業專利分析課題的研究，利用合享智慧incoPat專利數據庫，對國內外在2000年1月1日至2022年12月31日公開的170多個國家、地區和組織的食用菌加工領域相關專利數據進行檢索、分析和篩選，最終獲取了8675件食用菌加工產業有效專利數據，進行系統量化分析，得到以下主要結論：（1）2000—2022年全球食用菌加工產業專利申請數量呈現出“緩慢增長期（2000—2011年）—快速增長期（2012—2016年）—穩定期（2017—2018年）—快速下降期（2019—2022年）”發展趨勢。（2）目前全球食用菌加工產業專利申請技術主要集中在食用菌加工食品飲品、初加工領域，主要成分提取、藥物應用、化妝品等精深加工領域相對較少。（3）中國是全球食用菌加工產業專利申請量最多的國家，占比高達81%；國內專利申請量排前5位的是安徽、江蘇、福建、湖北、黑龍江，貴州食用菌加工產業專利申請量居全國第13位，處于中間位置。（4）在食用菌加工產業專利申請量排名前34位的申請人中，國外企業只有4家，其余全部是中國的科研機構、食用菌加工企業，其中中國科研機構所申請的專利占中國專利申請的32.35%，占比較高。（5）貴州食用菌加工產業專利申請機構申請的專利量都少于10件以下，且專利技術主題多集中在清洗、烘干、初級食品等初加工領域[18-19]。（5）2000—2017年食用菌加工產業專利技術主題詞集中在營養、口感、工藝、保健、成分、免疫力等方面，2017年以后專利技術研發發生了比較大的變化，專利技術主題詞主要集中在效率、效果、口感、風味、營養等方面。（6）2000—2013年，“方法制作簡單”“工藝易掌控”“滿足市場需求”“工藝簡單”是食用菌加工領域專利技術出現強度較高的突現詞，到2014—2022年突現詞則轉變為“結構簡單”“食用方便”“使用方便”“提高人體免疫力”等方面，表明專利技術研發主要集中在食用菌產品結構、食用方便、產品功效和產品質量等分析領域。（7）通過專利技術網絡分析，2000—2022年食用菌加工產業核心專利技術主要集中在食用方便、成本低、保健、使用方便、營養豐富、口感好、結構簡單、抗腫瘤、抗衰老、提高免疫力、味道鮮美、生產成本低等方面，這也是食用菌加工領域近年來專利技術攻關的關鍵研究領域。

3.2 產業發展建議

3.2.1" " 加強應用基礎研究，推動精深加工產業向縱深發展" " 針對食用菌加工產業研究薄弱環節，必須加強技術研究，推動食用菌精深加工產業縱深發展。例如，專利技術主題分析表明，當前食用菌加工產業在采后保鮮、烘干等初加工領域技術已經相對成熟，占比高達39%，主要成分提取、藥物應用、化妝品等精深加工領域研究相對較少，占比僅為12%，對此應加強食用菌精深加工領域的應用基礎研究，針對不同品種食用菌的主要成分進行理化分析，加強不同品種食用菌的功能成分、組成結構、藥用機理等方面的應用基礎研究[22]，分析其在提高人體免疫力、防癌抗癌、調節血糖血脂、抗氧化抗衰老等方面的藥用保健價值[23]，將食用菌藥用價值的開發與現代制藥技術深度融合，推動食用菌藥品、保健品、化妝品等精深加工產品的開發與利用[24-25]。此外，聚類分析表明，近年來食用菌加工產業核心專利技術主要集中在風味獨特、降低生產成本、提高營養價值、增強免疫力等方面，為此在加強精深加工領域的技術研發時，必須充分研究不同品種食用菌的特殊風味、活性成分以及營養特性等[26]，有針對性地開發食用菌產品，推動食用菌精深加工產業向縱深發展。

3.2.2" " 加強企業與科研機構合作，推動產學研融合發展" " 企業是專利技術申請、推廣應用的主體，在專利申請人排名分析中，全球排名前34位專利申請機構中，有中國企業19家，占比高達55.88%，如哈爾濱靈椿味道開發有限公司、成都天綠菌業有限公司、安徽徽王食品有限公司等，他們生產應用經驗豐富、專利知識保護意識較強，同時也是專利技術的積極申請者。科研院所是技術研發的主力軍，占比高達32.35%，如上海市農業科學院、福建農林大學、江南大學、湖北省農業科學院等，他們在食用菌加工領域有較強的研發能力和基礎，技術人員儲備充足，基礎研究設備齊全，因此應加強企業與科研機構、高校等強強聯合，鼓勵科研人員以科技成果入股企業，參與企業發展權益分配，推動科技成果在企業進行轉化應用；企業加強與科研機構緊密合作，針對技術短板和關鍵核心技術進行共同攻關，對科研機構成熟的專利技術及時進行轉化應用，推動產學研深度融合發展，提升食用菌加工產業發展核心競爭力。

3.2.3" " 加強科技成果轉化，推動技術成果產業化應用" " 根據專利申請人分析，當前中國科研機構申請食用菌加工產業專利技術占比高達32%，且存在產業化程度較低、市場競爭力不強等問題，因此應加強科技成果轉化，積極推進科技成果產業化應用勢在必行。當前貴州省政府聯合科研院所食用菌團隊已經建立起“貴州省食用菌產業技術研發中心”、“貴州省食用菌工程技術研究中心”、“國家食用菌工程技術研究中心貴州研發基地”等研發平臺，配備微生物實驗室、分子生物學實驗室和生理生化實驗室等，為食用菌加工產業發展提供了科技支撐。為此，根據食用菌加工產業發展特點，針對食用菌精深加工領域的關鍵技術和核心專利，制定合理高效的科技成果轉化分配制度，減少科研人員-企業-科研院所三方科研成果轉化的流程和手續，鼓勵科研單位和科研人員進行科技成果轉化，推動科研院所的科技成果在企業進行產業化應用。

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收稿日期： 2023-12-20； 修回日期： 2024-05-13

基金項目： 2020年貴州省科技廳軟科學計劃項目“農村產業革命重點產品的專利分析和技術路線預測（食用菌）”（黔科合支撐〔2019〕20019號）； 2023年貴州省農業科學院青年科研基金項目“貴州省特色農產品加工業發展現狀、問題及對策”（黔農科青年基金〔2023〕16號）

作者簡介： 王" " 培，女，助理研究員，主要從事農業經濟與農業政策方面的研究。E-mail： 1317607614@qq.com.