甜菊糖生產加工專利申請現狀分析

韓科廳　胡可

本文針對甜菊糖生產加工環節的專利申請現狀進行系統檢索和梳理，對生產加工過程的整體專利申請概況、主要申請人及其技術活動、各個技術現狀等進行系統分析，形成概括性認識，為甜菊糖生產加工技術的改進提供了思路和參考。

一、甜菊糖生產加工技術領域專利申請概況

使用incoPat專利數據庫，采集公開日早于2023年12月31日的數據，經過人工標引及去噪后，共獲得與甜菊糖生產加工相關的國內外專利申請1419項。依照各國專利法的規定，專利申請文獻的公開存在時滯，因而檢索得到的2022-2023年專利申請量少于實際申請量。

1.國內外專利技術申請趨勢分析。甜菊糖苷最早于1931年由兩位法國化學家分離得到，1955年糖苷配基（甙元）的準確結構對外公布。1971年，日本的Morita Kagaku Kogyo有限公司開始生產商用甜葉菊甜味劑。20世紀80年代中葉，甜葉菊在美國天然食品和健康食品行業開始受歡迎，同一時期，我國開始以“溶劑萃取”和“樹脂吸附”兩種技術來研究甜菊糖提取工藝。

從全球專利申請趨勢可以看出（圖1），全球甜菊糖生產加工的專利申請開始于20世紀70年代，并大致經歷了平穩發展期（1971-2000年）、技術探索期（2001-2013年）和急速增長期（2014年至今）三個階段。在技術探索期，甜菊糖生產加工各項技術均得到了飛速發展。2014年以后，甜菊糖生產加工相關專利申請量開始呈現井噴式增長，中國在這一階段的專利申請趨勢與全球專利申請趨勢相似，說明中國是引領該階段專利技術發展的主要國家。在這一階段，得益于生物技術的快速發展，甜菊糖苷的制備也由傳統的物理、化學制備向更高效、更經濟的生物技術制備轉變，逐漸發展成為傳統技術與新興技術相結合的綜合技術。同時，創新主體的關注點已經由如何從甜葉菊中提取出甜菊糖苷，以及如何提高甜菊糖苷純度方面，轉向如何更高效、更低成本地改善甜菊糖苷的風味、口感。此時，生物技術的應用顯得尤為重要，大量的專利申請涉及利用UDP-葡萄糖苷轉移酶、蔗糖合成酶等，使口感欠佳的甜菊苷、RA、RB等轉化為口感更像蔗糖的RD、RM。

我國于1990年才出現甜菊糖生產加工的專利申請，經過15年的前期探索，我國在甜葉菊品種培育、甜菊糖單組分的分離技術、結晶技術、提取技術、膜過濾技術等方面取得了突飛猛進的發展。自2006年起，我國的專利申請量開始呈現逐年上升的態勢。2008-2010年正逢甜菊糖市場爆發期，市場快速膨脹，產品供不應求，這一時期的專利申請量也出現了明顯增長。隨后出現的產能過剩導致國內甜菊糖的銷售受損，生產、銷售大幅下降，2013年以后專利申請量逐步下降，甜菊糖產業進入到技術發展平緩期。2014年，甜菊糖產業開始進行結構戰略性調整，研發人員開始嘗試技術創新，改進工藝水平，因此，2015年的專利申請量再次得到提升，且這種增長一直持續到2018年。2018年以后，甜菊糖苷的制備工藝再次進入到技術更新換代期，且中國對專利申請質量提出了更高的要求，這一時期的專利申請量逐年下降。

2.全球甜菊糖生產加工專利申請的地域分布。我國于20世紀80年代加工生產甜菊糖，是目前甜菊糖的重要生產國和出口國，生產的甜菊糖有80%以上出口國外；美國早在1995年即允許甜菊糖作為“膳食補充劑”使用；日本是最早開始種植甜葉菊且生產食用甜菊糖的國家。由此可見，中、美、日三國具有甜菊糖生產及加工的傳統優勢。從圖2可以看出，中國、日本和美國既是主要的研發國，也是主要的市場國，其中，中國是世界上最大的市場國和研發國，公開的專利申請數量略高于研發數量，且公開量和研發數量均遠高于第二名美國。相反，美國和日本的優勢主要體現在研發上，市場布局（即申請公開國為美國或日本）的數量少于研發數量（即優先權國家為美國或日本）。

3.甜菊糖生產加工技術專利申請的主要技術構成。甜菊糖生產加工技術領域的全球專利申請中，所涉及的技術領域主要包括甜菊糖苷化合物及其制備工藝（C07H、C12P、B01D、C08B等），食品（A23L）、生物工程方法及其中所涉及的酶、微生物等（C12N、C12R）、醫藥配制品及藥物制劑（A61K等）、化妝品（A61K等）和甜葉菊品種培育（A01H）等（圖3）。在食品領域的專利申請中，調味料（A23L27）的申請量最大，占比11%，非酒精飲料（A23L2）、食品及其制備方法（A23L1），以及食品營養制品（A23L33）的申請量分別占比6%、4%和3%，由此可以看出，甜菊糖苷在食品中除了用于調味外，還用于改善食品的營養性質。生物工程方法及其中所涉及的酶、微生物等相關申請是利用生物工程技術，如酶法、發酵法、外源基因轉化微生物等來制備甜菊糖苷，該技術也是目前的研究熱點和難點。

4.中國公開專利申請的法律狀態及專利壽命。專利申請的數量雖然能夠反映出技術活躍度，但并不能夠確切地反映出專利申請質量，而專利申請的法律狀態則能夠體現出專利申請的質量高低。從圖4可以看出，甜菊糖生產加工相關專利申請的授權率較高，達到52%，且有41%的專利至今維持有效。駁回及撤回的專利申請共計僅占25%，有21%的專利申請已進入實質審查階段。從專利有效性上看，有效的專利數量略高于失效的專利申請數量，雖然這與該領域的專利申請時間相對較新有關，但也能在一定程度上反映出該領域的專利申請質量較高。這主要是由于該領域多涉及化學制備、生物領域（新菌株、酶的研究等）的技術，屬于前沿性學科，所以授權率和專利有效率均較高。

二、甜菊糖生產加工技術領域

主要申請人及其技術活動分析

1.全球主要申請人。甜菊糖生產加工技術領域中，全球申請量排名前三的申請人分別是：譜賽科、CONAGEN（科納根）和可口可樂公司，嘉吉公司（美國）、埃沃爾瓦公司（EVOLVA，瑞士）、三得利株式會社（SUNTORY，日本）、東臺市浩瑞生物科技有限公司（中國）、帝斯曼知識產權資產管理有限公司（荷蘭）、百事可樂公司（PEPSICO，美國）和江南大學（中國）的申請量也較大?？梢钥闯?，甜菊糖生產加工技術領域的主要申請人是企業，排名前10的申請人中僅江南大學一所高等院校。

2.中國公開專利申請的主要申請人及技術活動。中國公開的申請量排名前10的申請人中，國外企業占據了4席，分別是帝斯曼知識產權資產管理有限公司（荷蘭）、可口可樂公司（美國）、譜賽科（美國）和三得利株式會社（日本），如圖6所示，其中，帝斯曼的在華申請量高于其它三家國外企業。帝斯曼通過可持續發酵技術將甜菊苷或RA轉化為RD或RM，由此生產出了非人工、零卡路里的甜菊甜味劑，并推出了甜味劑品牌EverSweet?。

排名第一的東臺市浩瑞生物科技有限公司的專利技術涉及甜菊糖苷制備過程中的提取、純化、精制三方面內容，該公司針對甜菊糖苷制備過程中的相關設備也進行了實用新型專利保護。在全部39項專利申請中，有2項申請是由東臺市浩瑞生物科技有限公司與江南大學共同提出的。由此可見，該公司擁有很強的專利保護意識，且注重與高等院校的合作研發。

排名第二的江南大學從2007年到2023年共申請了36項與甜菊糖生產加工相關的專利，其中以夏詠梅（14項）、方云（11項）、華霄（7項）、萬會達（5項）、饒義劍（5項）為主要發明人。江南大學的專利技術活動以生物合成及轉化為主，也涉及單純的結晶、樹脂純化、結晶+膜純化、復配、微波+酶改性等技術，在改良方面以改良甜菊糖的溶解性為主，包括微乳劑和包埋技術等。江南大學的專利申請中，有6項是與其它企業共同申請的。

排名第三的蚌埠市華東生物科技有限公司是一家集育苗、種植、研發、生產和銷售于一體的專業甜菊糖企業，其申請的34項與甜菊糖生產加工相關的專利中，有14項涉及甜菊糖制備裝置，有2項涉及甜菊糖制備過程中的絮凝劑，另外18項涉及甜菊糖的提取以及物理純化和精制法。

綜上，甜菊糖苷作為一種低熱量、高甜度、安全性高的天然甜味劑，已經廣泛用于食品、飲料、醫藥、化工等行業。如今，中國已經成為引領甜菊糖生產加工技術發展的主要國家，且中國公開的專利申請質量相對較高，授權專利的維持度較好。近幾年來，生物合成及轉化法制備甜菊糖苷是研發的熱點和難點，由于該方法更高效、產量更高，有研發實力和經濟實力的企業逐漸將其作為研發重點。盡管譜賽科仍然是全球最大的高純度甜菊糖的生產商及供應商，且其全球申請量排名第一，但中國的東臺市浩瑞生物科技有限公司、蚌埠市華東生物科技有限公司等也是具有競爭實力的甜菊糖苷生產企業，同時，中國的江南大學對生物法制備甜菊糖苷的研究比較深入，與企業的合作也較為廣泛，這種“產學研”合作模式可成功實現專利成果的有效轉化，最大化發揮出專利的價值。