專利分析視角下的甜茶苷研發現狀與發展趨勢

粟月萍

（廣西壯族自治區科學技術情報研究所，廣西 南寧 530022）

甜茶具有十分重要的開發利用價值和廣闊的市場前景，其具有“茶、糖、藥”3種功效，是美國、日本等一些發達國家正在大力開發的一種糖類替代品和保健品。甜茶具有抗過敏性和抗炎癥功效，能夠很好地改善花粉過敏、咽喉腫痛及鼻炎患者的癥狀[1]。甜茶獨特的魅力，使之在福建、四川和貴州等地都有引種繁殖，擴大了甜茶的生產和應用[2]。盡管如此，甜茶的市場需求量仍供不應求，甜茶栽培及甜茶苷生產方式也不斷推陳出新。但是，甜茶苷生產受地域限制，其市場主要集中在國內，生產企業多數是廣西的企業，尤其是桂林的企業比較多，例如湖南華誠生物資源股份有限公司、桂林益天成生物科技有限公司、桂林市一峰食品有限公司、桂林豐潤萊生物科技有限公司、桂林益元素生物科技有限公司等。目前，絕大部分甜茶苷產品都是從甜茶植物中提取、分離及純化獲得的，甜茶苷的生產成本主要來自甜茶的種植和采集，甜茶生長條件的限制也是甜茶苷產量受限的原因之一。目前，國外關于甜茶提取方面的研究材料主要來自中國廣西等地，甜茶苷的來源受地理環境限制的矛盾較為突出；同時，利用化學方法提取甜茶苷的工藝復雜且會造成環境污染，而且產物得率低。因此，尋找一條制備甜茶苷的新途徑，解決甜茶苷產量受地域條件限制、減少化學改性方法造成的環境污染等問題，顯得尤為迫切。

目前，我國對甜茶苷的研究主要集中在傳統提取方法、生產工藝方面，缺少從整體上分析其在國內外專利現狀的相關研究，而大部分新的提取方法及制備工藝，都是從專利技術上體現。本文從專利信息的角度剖析全球甜茶苷技術現狀及發展趨勢，圍繞甜茶苷產業的市場現狀，開展產業市場主要參與者專利分析，識別和分析市場主要參與者專利申請趨勢、研發方向，以期為甜茶苷產品的開發提供有價值的競爭情報。

1 研究方法

利用incoPat科技創新情報平臺、Thomson Innovation等數據庫收集甜茶苷提取制備相關技術專利文獻，數據清洗與整理后采用Excel等軟件對其進行統計與分析。數據采集時間為1985年1月1日至2022年7月21日。

2 技術發展概況

2.1 提取純化法

目前，甜茶苷的提取技術沒有取得明顯突破，近期公開相關文獻較少，大部分甜茶苷的生產依然為對甜茶的種植和采集。鮑晨陽[3]開展甜茶中主要活性成分提取、純化工藝的研究，其主要步驟為上SA-3柱→SA-3柱70%乙醇洗脫液→旋干→甜茶苷粗品→上聚酰胺柱純化→甜茶苷精品，使用溶劑萃取法、重結晶法對甜茶苷精品進一步純化，經純化得到純度為92%的甜茶苷。向鋒[4]等采用響應面法優化法，開展以水為溶劑同時提取廣西甜茶干葉中的甜茶多酚和甜茶苷的工藝研究；研究得出最佳工藝為提取液料比25∶1 mL/g、溫度57 ℃、時間36 min，甜茶苷的提取率為83.58%，甜茶多酚提取率為85.32%。桂林萊茵生物科技股份有限公司[5]公開一種提取甜茶苷的新方法，通過原料粉碎、溶劑提取、膜濃縮、離心、調pH值、大孔樹脂純化、堿酸處理、洗脫、濃縮、復合離子交換樹脂層析、濃縮、結晶、干燥后等步驟得到純度為99%的甜茶苷產品。

2.2 生物轉化法

甜茶苷的生物轉化法均以甜菊糖為底物，早些年應用馬鈴薯環腐病病菌、節桿菌、枯草芽孢桿菌、赤霉菌等進行轉化。隨著研究的不斷深入，發現更多能夠轉化甜茶苷的菌種，如南京師范大學最新的研究顯示，利用所篩選的黃桿菌直接對甜菊糖進行轉化，實驗條件下經 48 h 可將 10 g/L的甜菊糖中的甜菊苷完全轉化，該菌株能專一性地對甜菊苷進行轉化，而不作用于甜菊糖中的其他成分[6]。浙江理工大學[7]公開一種河生腸桿菌（高活性甜茶苷轉化菌），該菌株能夠將甜菊苷轉化為甜茶苷，甜菊苷最大轉化率為50.4%。山東大學[8]篩選分離出一種金黃桿菌（Chryseobacterium sp.1433） 能夠將甜菊苷的槐糖基水解為葡萄糖基，生成甜茶苷，并且不會進一步水解甜茶苷，該菌株轉率達100%，甜茶苷收率達100%。

3 專利申請概況

3.1 提取純化法專利申請情況

甜茶種植范圍較小，為我國部分地區的特產，因此甜茶相關的專利申請數量不多。截至2022年7月21日，共檢索到甜茶提取純化法相關專利187件，經過人工閱讀分析，確定108件為甜茶提取純化法關鍵技術的專利，主要集中在中國（72件）、美國（15件）、日本（9件）、韓國（3件）、世界知識產權組織（3件）、歐洲專利局（2件） 、德國（1件）、西班牙（1件）、印度（1件）、俄羅斯（1件），很多處于空白狀態，知識產權風險較低。

3.2 生物轉化法專利申請情況

甜茶生物轉化法為新興技術，其專利申請較少。截至2022年7月21日，共檢索到甜茶生物轉化法相關專利58件，經過人工閱讀分析，確定24件為甜茶生物轉化法關鍵技術的專利，零星分布在韓國（6件）、中國（4件）、澳大利亞（3件）、日本（2件）、美國（2件）、世界知識產權組織（2件）、加拿大（1件）、歐洲專利局（1件）、印度（1件）、墨西哥（1件）、新加坡（1件）等國家和地區，大部分國家和地區處于空白狀態，知識產權風險較低。

3.3 申請人分布

甜茶苷專利申請最多的為EVOLVA公司、湖南華誠生物資源股份有限公司、桂林益天成生物科技有限公司等。此外，德國的SYMRISE公司、美國的PureCircle公司在該領域也有涉及。其中，湖南華誠專利申請主要是涉及甜茶苷的提取、脫澀、去苦等方向；國際香料和香精公司采用酶轉化甜茶素得到轉葡糖基化甜茶素，廣西大學研究優化甜茶有效成分的提取工藝等（見表1）。

表1 甜茶相關專利申請排名前十的公司

4 甜茶苷產業主要市場參與者專利分析

4.1 EVOLVA公司

EVOLVA公司在2014—2018年申請了10件專利，多數布局了同族專利，主要分布在澳大利亞、韓國、中國、日本、美國、加拿大及歐洲專利局和世界知識產權組織等；專利內容均是關于甜葉菊的生物轉化法，其以甜菊糖苷St或者含有St的甜菊葉提取物[還含有萊鮑迪甙A （RA）、萊鮑迪甙C （RC）等為底物]，采用重組微生物表達編碼甜菊醇生物合成酶和UDP-糖基轉移酶，在酶促條件下生物合成甜茶苷，再對反應液進行濃縮、重結晶、柱層析等純化工序后得到高純度產物（見表2）。

表2 EVOLVA公司申請的甜茶苷相關專利列表

4.2 湖南華誠生物資源股份有限公司

湖南華誠生物資源股份有限公司（簡稱湖南華誠）在天然提取物方面布局的專利較多，甜茶正成為其專利布局的新熱點，特別是于2015—2021年申請了8件甜茶苷制備相關專利，其中7件專利獲得授權。湖南華誠重點布局甜茶苷提取、脫澀方向的相關專利，采用生物酶催化方法，在甜茶提取物水溶液中加入多酚氧化酶，通過特定的“陽—陰—陽”離子交換樹脂柱進一步除去滅活的多酚氧化酶和產生的色素；其在酶轉化甜茶苷、定向轉化甜茶苷均沒有涉及（見表3）。

表3 湖南華誠生物資源股份有限公司甜茶苷相關專利申請列表

4.3 PureCircle公司

PureCircle公司在2013—2015年共申請3件甜茶苷的相關專利（US8993028B2、US20150011660 A1、WO20 13133689A1），均為甜茶苷的提取純化方向，是采用活性炭脫色和誘導結晶工序提高甜茶素純度；其在甜茶苷生物轉化方面尚未申請有相關專利。

4.4 韓國生命科學學院

韓國生命科學學院在2016—2017年申請的2件發明專利（KR101767606B1、KR101669051B1），其發明專利技術利用棘孢曲霉、青霉、乳酸菌等產生的復合酶，實現了甜菊糖生物轉化為甜茶苷，為甜茶苷的制備提供一條新途徑，該途徑能夠解決受地域條件限制等問題，降低成本。我國甜茶苷生產企業可以關注韓國生命科學學院重組微生物發酵條件優化、提升甜茶苷產量等后續研究動態，適當調整產品開發方向及提高研發效率。

5 總結及建議

目前，主要受提取工藝和關鍵生產點不好控制等影響，甜茶苷的提取質量未能達到高品質要求，因此能夠規?；a甜茶苷的企業很少。本文從專利信息角度梳理甜茶苷技術發展及市場主要參與者專利布局情況，針對目前我國甜茶提取方面存在的問題，提出以下幾點建議：①甜茶苷的提取技術沒有取得明顯的突破，大部分甜茶苷的生產依然為對甜茶的種植和采集，受地域限制明顯，可采用甜菊糖定向轉化甜茶苷技術解決甜茶苷產量的問題。目前，韓國生命科學學院利用乳酸菌、青霉、棘孢曲霉等產生的復合酶，實現了甜菊糖轉化為甜茶苷，解決了甜茶苷產量受地域限制問題，降低了甜茶苷生產成本?？梢躁P注韓國生命科學學院重組微生物發酵條件優化、提升甜茶苷產量等后續研究動態。②EVOLVA公司申請的專利均是關于甜葉菊的生物轉化法，其以甜菊糖苷St或者含有St的甜菊葉提取物為底物，采用重組微生物以表達編碼甜菊醇生物合成酶和UDP-糖基轉移酶，在酶促條件下生物合成甜茶苷，再通過對反應液進行濃縮、重結晶、柱層析等純化工序后即得到高純度產物。③鑒于甜茶苷的提取技術的相關專利較少，可通過改進甜茶苷微波提取技術，優化微波提取時間、次數、頻率、容積等。同時，簡化酶法提取的酶的使用種類，探索最適酶解溫度、時間，提升甜茶苷提取的效率，降低工業化生產成本，并及時布局專利。