粟月萍

（廣西壯族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，廣西 南寧 530022）

甜茶具有十分重要的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景，其具有“茶、糖、藥”3種功效，是美國(guó)、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家正在大力開(kāi)發(fā)的一種糖類替代品和保健品。甜茶具有抗過(guò)敏性和抗炎癥功效，能夠很好地改善花粉過(guò)敏、咽喉腫痛及鼻炎患者的癥狀[1]。甜茶獨(dú)特的魅力，使之在福建、四川和貴州等地都有引種繁殖，擴(kuò)大了甜茶的生產(chǎn)和應(yīng)用[2]。盡管如此，甜茶的市場(chǎng)需求量仍供不應(yīng)求，甜茶栽培及甜茶苷生產(chǎn)方式也不斷推陳出新。但是，甜茶苷生產(chǎn)受地域限制，其市場(chǎng)主要集中在國(guó)內(nèi)，生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)是廣西的企業(yè)，尤其是桂林的企業(yè)比較多，例如湖南華誠(chéng)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(rùn)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(chǎn)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(chǎn)成本主要來(lái)自甜茶的種植和采集，甜茶生長(zhǎng)條件的限制也是甜茶苷產(chǎn)量受限的原因之一。目前，國(guó)外關(guān)于甜茶提取方面的研究材料主要來(lái)自中國(guó)廣西等地，甜茶苷的來(lái)源受地理環(huán)境限制的矛盾較為突出；同時(shí)，利用化學(xué)方法提取甜茶苷的工藝復(fù)雜且會(huì)造成環(huán)境污染，而且產(chǎn)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(chǎn)量受地域條件限制、減少化學(xué)改性方法造成的環(huán)境污染等問(wèn)題，顯得尤為迫切。

目前，我國(guó)對(duì)甜茶苷的研究主要集中在傳統(tǒng)提取方法、生產(chǎn)工藝方面，缺少?gòu)恼w上分析其在國(guó)內(nèi)外專利現(xiàn)狀的相關(guān)研究，而大部分新的提取方法及制備工藝，都是從專利技術(shù)上體現(xiàn)。本文從專利信息的角度剖析全球甜茶苷技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，圍繞甜茶苷產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)主要參與者專利分析，識(shí)別和分析市場(chǎng)主要參與者專利申請(qǐng)趨勢(shì)、研發(fā)方向，以期為甜茶苷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供有價(jià)值的競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)。

1 研究方法

利用incoPat科技創(chuàng)新情報(bào)平臺(tái)、Thomson Innovation等數(shù)據(jù)庫(kù)收集甜茶苷提取制備相關(guān)技術(shù)專利文獻(xiàn)，數(shù)據(jù)清洗與整理后采用Excel等軟件對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為1985年1月1日至2022年7月21日。

2 技術(shù)發(fā)展概況

2.1 提取純化法

目前，甜茶苷的提取技術(shù)沒(méi)有取得明顯突破，近期公開(kāi)相關(guān)文獻(xiàn)較少，大部分甜茶苷的生產(chǎn)依然為對(duì)甜茶的種植和采集。鮑晨陽(yáng)[3]開(kāi)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(jié)晶法對(duì)甜茶苷精品進(jìn)一步純化，經(jīng)純化得到純度為92%的甜茶苷。向鋒[4]等采用響應(yīng)面法優(yōu)化法，開(kāi)展以水為溶劑同時(shí)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(shí)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(kāi)一種提取甜茶苷的新方法，通過(guò)原料粉碎、溶劑提取、膜濃縮、離心、調(diào)pH值、大孔樹(shù)脂純化、堿酸處理、洗脫、濃縮、復(fù)合離子交換樹(shù)脂層析、濃縮、結(jié)晶、干燥后等步驟得到純度為99%的甜茶苷產(chǎn)品。

2.2 生物轉(zhuǎn)化法

甜茶苷的生物轉(zhuǎn)化法均以甜菊糖為底物，早些年應(yīng)用馬鈴薯環(huán)腐病病菌、節(jié)桿菌、枯草芽孢桿菌、赤霉菌等進(jìn)行轉(zhuǎn)化。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)更多能夠轉(zhuǎn)化甜茶苷的菌種，如南京師范大學(xué)最新的研究顯示，利用所篩選的黃桿菌直接對(duì)甜菊糖進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實(shí)驗(yàn)條件下經(jīng) 48 h 可將 10 g/L的甜菊糖中的甜菊苷完全轉(zhuǎn)化，該菌株能專一性地對(duì)甜菊苷進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而不作用于甜菊糖中的其他成分[6]。浙江理工大學(xué)[7]公開(kāi)一種河生腸桿菌（高活性甜茶苷轉(zhuǎn)化菌），該菌株能夠?qū)⑻鹁哲辙D(zhuǎn)化為甜茶苷，甜菊苷最大轉(zhuǎn)化率為50.4%。山東大學(xué)[8]篩選分離出一種金黃桿菌（Chryseobacterium sp.1433） 能夠?qū)⑻鹁哲盏幕碧腔鉃槠咸烟腔?，生成甜茶苷，并且不?huì)進(jìn)一步水解甜茶苷，該菌株轉(zhuǎn)率達(dá)100%，甜茶苷收率達(dá)100%。

3 專利申請(qǐng)概況

3.1 提取純化法專利申請(qǐng)情況

甜茶種植范圍較小，為我國(guó)部分地區(qū)的特產(chǎn)，因此甜茶相關(guān)的專利申請(qǐng)數(shù)量不多。截至2022年7月21日，共檢索到甜茶提取純化法相關(guān)專利187件，經(jīng)過(guò)人工閱讀分析，確定108件為甜茶提取純化法關(guān)鍵技術(shù)的專利，主要集中在中國(guó)（72件）、美國(guó)（15件）、日本（9件）、韓國(guó)（3件）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（3件）、歐洲專利局（2件） 、德國(guó)（1件）、西班牙（1件）、印度（1件）、俄羅斯（1件），很多處于空白狀態(tài)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)較低。

3.2 生物轉(zhuǎn)化法專利申請(qǐng)情況

甜茶生物轉(zhuǎn)化法為新興技術(shù)，其專利申請(qǐng)較少。截至2022年7月21日，共檢索到甜茶生物轉(zhuǎn)化法相關(guān)專利58件，經(jīng)過(guò)人工閱讀分析，確定24件為甜茶生物轉(zhuǎn)化法關(guān)鍵技術(shù)的專利，零星分布在韓國(guó)（6件）、中國(guó)（4件）、澳大利亞（3件）、日本（2件）、美國(guó)（2件）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(guó)家和地區(qū)，大部分國(guó)家和地區(qū)處于空白狀態(tài)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)較低。

3.3 申請(qǐng)人分布

甜茶苷專利申請(qǐng)最多的為EVOLVA公司、湖南華誠(chéng)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(guó)的SYMRISE公司、美國(guó)的PureCircle公司在該領(lǐng)域也有涉及。其中，湖南華誠(chéng)專利申請(qǐng)主要是涉及甜茶苷的提取、脫澀、去苦等方向；國(guó)際香料和香精公司采用酶轉(zhuǎn)化甜茶素得到轉(zhuǎn)葡糖基化甜茶素，廣西大學(xué)研究?jī)?yōu)化甜茶有效成分的提取工藝等（見(jiàn)表1）。

表1 甜茶相關(guān)專利申請(qǐng)排名前十的公司

4 甜茶苷產(chǎn)業(yè)主要市場(chǎng)參與者專利分析

4.1 EVOLVA公司

EVOLVA公司在2014—2018年申請(qǐng)了10件專利，多數(shù)布局了同族專利，主要分布在澳大利亞、韓國(guó)、中國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大及歐洲專利局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織等；專利內(nèi)容均是關(guān)于甜葉菊的生物轉(zhuǎn)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(dá)編碼甜菊醇生物合成酶和UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶，在酶促條件下生物合成甜茶苷，再對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行濃縮、重結(jié)晶、柱層析等純化工序后得到高純度產(chǎn)物（見(jiàn)表2）。

表2 EVOLVA公司申請(qǐng)的甜茶苷相關(guān)專利列表

4.2 湖南華誠(chéng)生物資源股份有限公司

湖南華誠(chéng)生物資源股份有限公司（簡(jiǎn)稱湖南華誠(chéng)）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(diǎn)，特別是于2015—2021年申請(qǐng)了8件甜茶苷制備相關(guān)專利，其中7件專利獲得授權(quán)。湖南華誠(chéng)重點(diǎn)布局甜茶苷提取、脫澀方向的相關(guān)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(guò)特定的“陽(yáng)—陰—陽(yáng)”離子交換樹(shù)脂柱進(jìn)一步除去滅活的多酚氧化酶和產(chǎn)生的色素；其在酶轉(zhuǎn)化甜茶苷、定向轉(zhuǎn)化甜茶苷均沒(méi)有涉及（見(jiàn)表3）。

表3 湖南華誠(chéng)生物資源股份有限公司甜茶苷相關(guān)專利申請(qǐng)列表

4.3 PureCircle公司

PureCircle公司在2013—2015年共申請(qǐng)3件甜茶苷的相關(guān)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(dǎo)結(jié)晶工序提高甜茶素純度；其在甜茶苷生物轉(zhuǎn)化方面尚未申請(qǐng)有相關(guān)專利。

4.4 韓國(guó)生命科學(xué)學(xué)院

韓國(guó)生命科學(xué)學(xué)院在2016—2017年申請(qǐng)的2件發(fā)明專利（KR101767606B1、KR101669051B1），其發(fā)明專利技術(shù)利用棘孢曲霉、青霉、乳酸菌等產(chǎn)生的復(fù)合酶，實(shí)現(xiàn)了甜菊糖生物轉(zhuǎn)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(wèn)題，降低成本。我國(guó)甜茶苷生產(chǎn)企業(yè)可以關(guān)注韓國(guó)生命科學(xué)學(xué)院重組微生物發(fā)酵條件優(yōu)化、提升甜茶苷產(chǎn)量等后續(xù)研究動(dòng)態(tài)，適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向及提高研發(fā)效率。

5 總結(jié)及建議

目前，主要受提取工藝和關(guān)鍵生產(chǎn)點(diǎn)不好控制等影響，甜茶苷的提取質(zhì)量未能達(dá)到高品質(zhì)要求，因此能夠規(guī)?；a(chǎn)甜茶苷的企業(yè)很少。本文從專利信息角度梳理甜茶苷技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)主要參與者專利布局情況，針對(duì)目前我國(guó)甜茶提取方面存在的問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)建議：①甜茶苷的提取技術(shù)沒(méi)有取得明顯的突破，大部分甜茶苷的生產(chǎn)依然為對(duì)甜茶的種植和采集，受地域限制明顯，可采用甜菊糖定向轉(zhuǎn)化甜茶苷技術(shù)解決甜茶苷產(chǎn)量的問(wèn)題。目前，韓國(guó)生命科學(xué)學(xué)院利用乳酸菌、青霉、棘孢曲霉等產(chǎn)生的復(fù)合酶，實(shí)現(xiàn)了甜菊糖轉(zhuǎn)化為甜茶苷，解決了甜茶苷產(chǎn)量受地域限制問(wèn)題，降低了甜茶苷生產(chǎn)成本。可以關(guān)注韓國(guó)生命科學(xué)學(xué)院重組微生物發(fā)酵條件優(yōu)化、提升甜茶苷產(chǎn)量等后續(xù)研究動(dòng)態(tài)。②EVOLVA公司申請(qǐng)的專利均是關(guān)于甜葉菊的生物轉(zhuǎn)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(dá)編碼甜菊醇生物合成酶和UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶，在酶促條件下生物合成甜茶苷，再通過(guò)對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行濃縮、重結(jié)晶、柱層析等純化工序后即得到高純度產(chǎn)物。③鑒于甜茶苷的提取技術(shù)的相關(guān)專利較少，可通過(guò)改進(jìn)甜茶苷微波提取技術(shù)，優(yōu)化微波提取時(shí)間、次數(shù)、頻率、容積等。同時(shí)，簡(jiǎn)化酶法提取的酶的使用種類，探索最適酶解溫度、時(shí)間，提升甜茶苷提取的效率，降低工業(yè)化生產(chǎn)成本，并及時(shí)布局專利。