韋詩冰，常相偉, 2, 3, 4, 5*，吳德玲, 2*，宿樹蘭，嚴 輝，魏丹丹，彭代銀, 2

菊資源國內(nèi)外專利布局現(xiàn)狀與開發(fā)利用策略

韋詩冰1，常相偉1, 2, 3, 4, 5*，吳德玲1, 2*，宿樹蘭6，嚴 輝6，魏丹丹6，彭代銀1, 2

1. 安徽中醫(yī)藥大學藥學院，安徽 合肥 230012 2. 省部共建安徽道地中藥材品質(zhì)提升協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽 合肥 230012 3. 安徽省中醫(yī)藥科學院藥物制劑研究所，安徽 合肥 230012 4. 藥物制劑技術與應用安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230012 5. 現(xiàn)代藥物制劑安徽省工程技術研究中心，安徽 合肥 230012 6. 南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023

我國菊資源豐富，花序為其主要藥用部位，其種植、采收過程的莖葉及根等非藥用部位常被廢棄。菊非藥用部位同樣含有豐富的資源性化學成分，具有多種藥理作用，開發(fā)利用前景廣闊。以國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫和Patsnap專利數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，對菊資源國內(nèi)外專利進行系統(tǒng)整理分析，從發(fā)展趨勢、全球分布、申請人構(gòu)成、技術領域、技術生命曲線、技術生長率及專利質(zhì)量等多個角度闡述菊資源當前專利的活動特征，揭示菊資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢及資源化利用現(xiàn)狀。在此基礎上，進一步系統(tǒng)梳理菊花及菊非藥用部位資源性化學成分特點及其潛在資源價值，并基于循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念提出精細高值化、轉(zhuǎn)化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多元化開發(fā)利用策略與途徑，為提升菊資源利用效率，延伸菊資源經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，推動碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)提供研究思路和理論依據(jù)。

菊；菊花；資源；專利布局；非藥用部位；開發(fā)利用策略

菊花始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為菊科植物菊Ramat.的干燥頭狀花序，具有疏散風熱、平肝明目、解毒消腫的功效[1]?，F(xiàn)代研究表明，菊花含有豐富的黃酮類、酚酸類、揮發(fā)油類、多糖類、核苷類及氨基酸類等多類型資源性化學成分[2-5]，具有抗氧化、抗炎、抑菌、降血糖、保肝、調(diào)節(jié)機體免疫力、保護心血管系統(tǒng)、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)等多種生物活性[6-7]。隨著菊資源產(chǎn)業(yè)鏈的拓展延伸，菊花已廣泛用于醫(yī)藥、食品、保健品及化工等多個領域[8-9]。中藥專利是中藥產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展、技術創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化的重要指示器，可客觀反映中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和發(fā)展趨勢[10-11]。目前，多圍繞化學成分和藥理作用2方面對菊資源開展研究[12]，對于菊資源產(chǎn)業(yè)的整體布局及發(fā)展趨勢尚缺乏系統(tǒng)、全面的規(guī)劃。因此，從專利角度探討菊資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢及開發(fā)利用現(xiàn)狀，將有效推動菊資源產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效及高質(zhì)量布局。

實現(xiàn)碳達峰、碳中和“雙碳”目標是我國實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是推進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的必然選擇[13]。提升中藥資源廢棄物及副產(chǎn)物的利用效率及經(jīng)濟效益，是促進中藥產(chǎn)業(yè)降碳減排，推動“雙碳”目標實現(xiàn)的重要途徑[14]。我國每年產(chǎn)干菊花藥材約3.5×104t，而采摘花序后產(chǎn)生的4～6倍花序生物量的莖葉及根等非藥用部位被廢棄，造成巨大的資源浪費和環(huán)境污染[15]。研究表明，菊非藥用部位同樣含有豐富的資源性化學成分和藥理作用[16-17]。歷代本草對菊莖葉及根等非藥用部位的應用也有記載，如東晉時期《肘后備急方》[18]記載治疔腫垂死方：“菊葉一握，搗絞汁一升，入口即活，此神驗。冬用其根”。清代《本草綱目拾遺》[19]引《本草正》稱菊根：“善利水，搗汁和酒服之，大治癃閉”。明代《本草綱目》[20]記載：“（菊）葉可啜、花可餌、根實可藥，自本至末，罔不有功”。而目前對菊非藥用部位的化學物質(zhì)和生物活性尚缺少系統(tǒng)性研究，其資源價值未被充分挖掘和釋放，資源化利用策略與途徑還有待進一步研究。

因此，本文利用國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫及Patsnap專利數(shù)據(jù)庫提供的專利信息，從發(fā)展趨勢、全球分布、申請人構(gòu)成、技術領域、技術生命曲線、技術生長率及專利質(zhì)量等多個維度分析菊資源國內(nèi)外專利布局現(xiàn)狀，厘清菊資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡，揭示菊資源開發(fā)利用現(xiàn)狀。在此基礎上，對菊花及菊非藥用部位的資源性化學成分、生物活性及潛在應用價值進行歸納總結(jié)，并基于中藥資源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念構(gòu)建精細高值化、轉(zhuǎn)化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多層次、多途徑資源化利用策略，為推動菊資源產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展及碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)提供理論支撐。

1 菊資源專利數(shù)據(jù)來源及統(tǒng)計分析方法

1.1 專利數(shù)據(jù)分析平臺

以國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫和Patsnap專利數(shù)據(jù)庫為主要數(shù)據(jù)來源收集菊資源專利，國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫共收集105個國家、地區(qū)和組織的專利數(shù)據(jù)及引文、同族、法律狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息，在提供常規(guī)檢索、高級檢索、導航檢索和專利分析等功能的同時還支持中文、英文、日語、法語等9種語言版本查詢，檢索簡便且結(jié)果較為可靠。Patsnap專利數(shù)據(jù)庫共收錄超1.7億條全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，覆蓋164個國家和地區(qū)，可提供精準、多維度、可視化的專利分析，其更新速度及時，檢索結(jié)果比較全面。

1.2 專利數(shù)據(jù)檢索及處理方法

檢索關鍵詞：菊花、毫菊、滁菊、貢菊、懷菊、杭菊、福白菊、祁菊、嘉菊、川菊、、、；檢索途徑：專利名稱或摘要；檢索時間：1670年6月—2023年11月；檢索范圍：世界各國已授權的專利；數(shù)據(jù)處理：逐一閱讀初檢結(jié)果中的每項專利，去除不相關的專利。

1.3 專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析方法

采用“1.2”項下專利數(shù)據(jù)檢索方法共獲得菊資源專利3 439件，其中菊花專利3 411件（國內(nèi)專利3 362件、國外專利49件），占總專利數(shù)量的99.19%；菊莖葉及根等菊非藥用部位專利28件，占總專利數(shù)量的0.81%，均為國內(nèi)專利。采用Excel、Origin軟件對菊資源專利進行統(tǒng)計分析及可視化圖表展示。

2 菊資源專利布局現(xiàn)狀分析

2.1 專利申請時間維度分析

菊花專利申請最早始于1989年，參考專利分析相關文獻[10,21-22]中專利發(fā)展過程的分類方式，根據(jù)菊花專利申請數(shù)量隨時間的變化，將菊花專利發(fā)展過程按照時間軸分為以下6個階段（圖1-A）：（1）技術萌芽期（1989—1992年）：菊花專利申請數(shù)量每年均未超過10件，累計專利申請僅有15項，總體申請數(shù)量較少且無突破；（2）技術開創(chuàng)期（1993—2000年）：自1993年開始，歷年菊花專利申請數(shù)量在20件以上，菊花專利申請數(shù)量呈現(xiàn)緩慢增長趨勢；（3）快速發(fā)展期（2001—2005年）：該階段菊花專利申請數(shù)量快速增長，在2005年菊花專利申請數(shù)量為156件，達到菊花專利申請的第1個高峰；（4）技術調(diào)整期（2006—2008年）：該時期菊花專利申請數(shù)量逐漸穩(wěn)定，除2008年專利申請數(shù)量為127件，其他年份專利申請數(shù)量均為118件；（5）高速發(fā)展期（2009—2013年）：菊花專利申請數(shù)量呈現(xiàn)井噴式快速增長，于2013年達到菊花專利申請數(shù)量的最高峰，該年菊花專利申請數(shù)量高達525件；（6）技術回落期（2014—2023年）：2014年至今，菊花專利申請數(shù)量逐年下降，表明近年來菊花產(chǎn)業(yè)化開發(fā)動力嚴重不足。與菊花相比，對菊莖葉及根等菊非藥用部位知識產(chǎn)權的重視嚴重不足，菊非藥用部位專利的申請起步較晚，申請數(shù)量始終較少，截至2023年申請總量還不足30件（圖1-B）。在2011年之前菊非藥用部位專利僅有2件，從2012年開始呈現(xiàn)發(fā)展勢頭，2013年專利申請數(shù)量最多，達9件，而從2014年起專利申請數(shù)量又呈逐步下降趨勢。

圖1 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 的專利申請時間維度分析

2.2 專利全球分布情況分析

中藥專利申請數(shù)量可在一定程度上反映其市場潛力。通過對菊花專利的全球分布進行分析（圖2），結(jié)果顯示，我國菊花專利申請數(shù)量占全球菊花專利申請總量的98.56%，位居全球之首，其次是韓國（0.82%）、日本（0.26%）和美國（0.18%）。與菊花相比，菊莖葉及根等非藥用部位在全球的專利申請數(shù)量較少，且全部分布在中國。從我國菊資源專利申請數(shù)量在全球中的高占比可看出，我國對菊資源的關注度明顯高于其他國家，是全球菊資源最主要的專利布局地。

圖2 全球菊花專利分布

2.3 中國各省市菊資源專利數(shù)量排名及趨勢分析

2.3.1 中國各省市菊花專利申請數(shù)量排名及申請趨勢分析 對菊花專利在我國各省市的申請數(shù)量進行分析（圖3-A），結(jié)果顯示，我國多省市都涉及菊花專利申請，其中山東、安徽、廣東、北京和河南菊花專利申請數(shù)量排名前5，專利申請數(shù)量均在200件以上。進一步對我國各省市的菊花專利申請趨勢進行分析（圖3-B），結(jié)果顯示，我國各省市的菊花專利申請趨勢具有較高的相似性，其中山東和安徽的專利申請數(shù)量變化幅度較大。我國各省市的菊花專利均呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，專利申請數(shù)量在2013年達到峰值后逐年減緩，表明近年來菊花產(chǎn)業(yè)研發(fā)活力逐漸減弱。

2.3.2 中國各省市菊非藥用部位專利申請數(shù)量排名及申請趨勢分析 對菊非藥用部位專利在我國各省市的申請數(shù)量進行分析（圖4-A），結(jié)果顯示，目前我國各省市對菊莖葉及根等非藥用部位開發(fā)利用及知識產(chǎn)權保護的重視程度不足，各省市菊非藥用部位專利申請數(shù)量均較少，國內(nèi)只有8個省市涉及菊非藥用部位專利申請。其中安徽和山東的菊非藥用部位專利申請數(shù)量排名靠前，專利申請數(shù)量分別為11件和5件。進一步研究發(fā)現(xiàn)，我國各省市菊非藥用部位專利申請數(shù)量尚未呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律（圖4-B）。

圖3 中國各省市菊花專利申請數(shù)量排名(A) 及申請趨勢(B)

2.4 專利申請人構(gòu)成分析

在菊花專利申請人構(gòu)成中，個人和企業(yè)占比相對較高，分別高達53.88%和31.66%，而高校、科研機構(gòu)及醫(yī)院占比較少（圖5-A）。對菊非藥用部位專利申請人構(gòu)成進行分析，結(jié)果顯示，企業(yè)、個人和高校申請的菊非藥用部位專利最多，申請數(shù)量分別占總量的42.86%、28.57%和25.00%（圖5-B）。進一步研究發(fā)現(xiàn)，高校與科研機構(gòu)申請的專利中菊花及菊非藥用部位功效物質(zhì)、藥理作用的基礎性研究占比分別為46.03%和37.59%，個人與企業(yè)申請的專利中菊花及菊非藥用部位產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用占比分別為69.04%和73.89%。表明在國家科研經(jīng)費支持下，大部分高校與科研機構(gòu)的專利申請更傾向于菊花及菊非藥用部位化學成分、藥理活性的基礎性研究，而個人與企業(yè)的專利申請則主要聚焦于菊花及菊非藥用部位的商業(yè)價值與產(chǎn)業(yè)化應用，因此推測當前菊資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要以市場應用為主。

對菊花專利申請人進行統(tǒng)計分析，排名前10的主要申請人見圖6。結(jié)果顯示，菊花研究機構(gòu)較為分散，機構(gòu)類型不唯一。排名前10的申請人中，企業(yè)占70%，而個人、科研機構(gòu)和高校各占10%，可見企業(yè)對菊花相關技術的研究及其知識產(chǎn)權保護較為重視。進一步研究發(fā)現(xiàn)，這10位申請人共申請專利167件，申請專利數(shù)量占總申請量的4.89%，其中顏懷偉、泰一和浦（北京）中醫(yī)藥研究院有限公司、廣州王老吉藥業(yè)股份有限公司和安徽科技學院的專利申請數(shù)量較高。在所申請專利的保護內(nèi)容上，大多數(shù)申請人則主要關注菊花的功能性產(chǎn)品開發(fā)，如顏懷偉主要以菊花為原料研發(fā)防治眼部疾病的藥物或保健品，泰一和浦（北京）中醫(yī)藥研究院有限公司則以菊花提取物為主要或次要活性成分開發(fā)中藥組合物以用于防治多種疾病（如肝炎、胃潰瘍等）。

圖4 中國各省市菊非藥用部位專利申請數(shù)量排名(A) 及申請趨勢(B)

2.5 專利技術領域分析

專利技術領域分布可反映產(chǎn)業(yè)的關注焦點和技術發(fā)展方向?！秶H專利分類表》（International Patent Classification，IPC）是根據(jù)1971年簽訂的《國際專利分類斯特拉斯堡協(xié)定》編制的，是目前國際通用的專利文獻分類和檢索工具。從菊花及菊非藥用部位專利所屬IPC的分布來看（圖7），菊花及菊非藥用部位專利涉及的技術主要集中在醫(yī)藥領域（A61）和食品領域（A23），二者分別占菊花及菊非藥用部位專利申請總量的89.77%和64.29%。進一步研究發(fā)現(xiàn)，醫(yī)藥和食品是菊資源產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的主要技術領域，而其在保健品、化工等領域的技術研發(fā)及資源性產(chǎn)品開發(fā)的投入較為薄弱。

圖5 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 專利申請人的構(gòu)成

2.6 專利技術生命曲線及技術生長率分析

2.6.1 菊花專利技術生命曲線及技術生長率分析 在專利技術發(fā)展過程中，專利申請數(shù)量與專利申請人數(shù)量間會呈現(xiàn)周期性變化規(guī)律，稱為專利技術生命周期[23]，其可分為萌芽期、發(fā)展期、成熟期、衰退期和復蘇期。菊花的專利技術生命曲線見圖8-A。由圖8-A可知，經(jīng)過快速發(fā)展期后，菊花專利申請人數(shù)量達到411位，專利申請數(shù)量達到525件，標志著菊花專利技術進入成熟期。而自2014年以來，菊花專利申請人數(shù)量與專利申請數(shù)量均逐步下降，其生命周期進入衰退期。

圖6 菊花專利申請數(shù)量排名前10的申請人

圖7 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 專利主要技術領域分布

專利技術生長率是本年度專利申請數(shù)量與過去5年內(nèi)專利申請總量的比值，是專利技術創(chuàng)新的重要衡量指標[24]。如圖8-B所示，菊花的專利技術生長率在0.02～0.65，整體波動幅度較大，呈現(xiàn)降低-穩(wěn)定增長-降低的變化趨勢。1994—1999年，菊花專利技術生長率首次呈現(xiàn)下降趨勢，該時期的技術仍處于初級開發(fā)階段，菊花資源性產(chǎn)品較少。2000—2013年，菊花專利技術生長率為0.26～0.50，該時期菊花的專利技術生長率穩(wěn)定增長，發(fā)展勢頭良好。2014年至今，菊花專利技術生長率出現(xiàn)新一輪的下降，到2023年菊花專利技術生長率僅為0.02，表明當前菊花專利技術處于衰退期，僅有少數(shù)優(yōu)勢技術領域繼續(xù)存在。

2.6.2 菊非藥用部位專利技術生命曲線及技術生長率分析 由圖9-A可知，菊非藥用部位的專利技術先經(jīng)快速發(fā)展期進入成熟期，菊非藥用部位專利申請人數(shù)量達到9位，專利申請數(shù)量達到9件。隨后，菊非藥用部位專利申請人數(shù)量與專利申請數(shù)量快速下降，菊非藥用部位專利技術進入衰退期。2017年至今，菊非藥用部位專利申請人數(shù)量與專利申請數(shù)量呈現(xiàn)新一輪的穩(wěn)步增長，其生命周期進入復蘇期。如圖9-B所示，菊非藥用部位的專利技術生長率在0～1.8，整體波動幅度較大，呈現(xiàn)先降低后增長的變化趨勢。2013—2015年，菊非藥用部位專利技術生長率呈現(xiàn)下降趨勢，表明該時期菊非藥用部位的技術研發(fā)進程緩慢。2016年至今，菊非藥用部位的專利技術生長率持續(xù)穩(wěn)步增長，表明菊非藥用部位的資源價值逐步被發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)化開發(fā)活力進一步被激活。

圖8 菊花專利的技術生命曲線(A) 和技術生長率(B)

2.7 專利質(zhì)量分析

專利質(zhì)量是專利有效利用的基礎，是支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關鍵。以專利要求項數(shù)、專利被引頻次和同族專利數(shù)為評價指標對我國及世界其他國家、地區(qū)和組織的菊花專利質(zhì)量進行比較分析，結(jié)果顯示，我國菊花專利在平均同族專利數(shù)和平均專利要求項數(shù)上均低于世界其他國家、地區(qū)和組織，表明我國在菊花專利維護方面重視不足，且申請專利的保護范圍較窄。而我國菊花專利在平均專利被引頻次上高于世界其他國家、地區(qū)和組織，表明我國在菊花專利相關技術領域方面具有顯著優(yōu)勢（圖10）。

圖9 菊非藥用部位專利的技術生命曲線(A) 和技術生長率(B)

以上菊資源專利分析結(jié)果表明，全球菊資源專利數(shù)量龐大，我國在全球菊資源專利中占據(jù)主導地位，是最主要的菊資源專利布局地及技術來源地。近年來菊資源專利申請數(shù)量逐漸下降，菊資源的研究開發(fā)進入技術回落期，菊花及菊非藥用部位資源性產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化進程緩慢，菊資源綜合利用效率較低。

3 菊資源的開發(fā)利用策略

對菊花及菊非藥用部位的資源性化學成分及潛在資源價值進行系統(tǒng)整理，并基于中藥資源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念構(gòu)建菊資源多元化開發(fā)利用策略與途徑，以促進菊資源產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展，為推動我國“雙碳”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)提供科學依據(jù)與技術支撐。

3.1 菊花的開發(fā)利用策略

3.1.1 精細高值化開發(fā)利用策略 菊花中含有豐富的黃酮類資源性化學成分。研究表明，菊花總黃酮含藥血漿可促進B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，）mRNA的表達，抑制Bcl-2相關X蛋白mRNA的表達，進而抑制淚腺上皮細胞凋亡，具有開發(fā)為防治干眼癥疾病藥物或保健品的潛力[25]。菊花中黃酮類成分還可用于治療高血壓、高血糖、高血脂，提示可以菊花為主要原料，開展具有降血壓、降血糖、調(diào)血脂等功能的醫(yī)藥產(chǎn)品及保健品開發(fā)[26-28]。菊花中黃酮類物質(zhì)能夠抑制磷脂酶A2，調(diào)節(jié)甘油磷脂和鞘脂代謝途徑，延緩急性肝損傷的病理過程，表明該類物質(zhì)具有研發(fā)為保肝藥物或保健品的潛力[29]。以異綠原酸A為代表的酚酸類成分能夠調(diào)節(jié)肌肉合成，降解相關的蛋白質(zhì)表達，減輕肌肉減少癥并恢復肌肉功能，可用于制備治療或改善肌肉減少癥的藥物或保健品[30]。此外，菊花中黃酮類和酚酸類組分還具有較好的保護心血管和保護神經(jīng)系統(tǒng)活性，提示其在生物藥品和保健食品領域具有開發(fā)前景[31-34]。

圖10 中國與世界其他國家、地區(qū)和組織的菊花專利質(zhì)量比較

研究表明，杭白菊精油具有較好的解熱、抗病毒活性，表明該類成分具有研發(fā)為解熱、抗病毒藥物及保健品的潛力[35]。菊花揮發(fā)油具有較強的抑菌作用，可考慮以揮發(fā)油為原料制備能夠延長果蔬腐爛變質(zhì)時間，維持果蔬鮮度的復合保鮮膜[36]。菊花揮發(fā)油類和黃酮類物質(zhì)還具有較好的抗炎、鎮(zhèn)靜助眠作用，可開發(fā)具有特色優(yōu)勢的抗炎、鎮(zhèn)靜助眠藥物或保健品[37-39]。菊花還含有大量的多糖類資源性化學成分，其具有降血糖、防治結(jié)腸炎等生物活性，可用于藥物制劑及保健產(chǎn)品開發(fā)[40-41]。菊花多糖可調(diào)節(jié)大鼠肉瘤、人肝型脂肪酸結(jié)合蛋白和氨基酸轉(zhuǎn)運載體溶質(zhì)載體家族1成員5蛋白的表達，減輕腸道病變，增強腸道穩(wěn)態(tài)，增加氨基酸攝取，促進腸道蠕動，緩解便秘，提示菊花多糖可開發(fā)為調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的藥物或保健品[42]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，菊花中豐富的多糖類和酚酸類成分具有抗氧化、調(diào)節(jié)免疫等功能，可作為日化產(chǎn)品及中獸藥的原料加以利用[4,43-45]。菊花中多糖類和黃酮類成分還具有顯著的抗腫瘤作用，被認為是優(yōu)質(zhì)的抗腫瘤藥物或保健品原料[46-47]。三萜類成分也是菊花的重要活性成分，其中絞股藍皂苷XXVII的相對含量高達3.80%，該類成分具有抗腫瘤、調(diào)血脂及保護神經(jīng)系統(tǒng)作用，可用于制備治療相關疾病的藥物[48]。此外，菊花中核苷類及氨基酸類成分的總含量高達27.43 mg/g，具有豐富的營養(yǎng)價值，可考慮開發(fā)為具有抗疲勞作用的功能性飲料和營養(yǎng)補充劑[49]。

3.1.2 轉(zhuǎn)化增效開發(fā)利用策略 菊花中黃酮類成分主要是以黃酮糖苷的形式存在，可通過發(fā)酵轉(zhuǎn)化技術利用乳酸菌發(fā)酵去糖基化將不易被人體吸收的黃酮糖苷轉(zhuǎn)化成較易吸收的黃酮苷元，提高黃酮類化合物的生物利用率[50]。菊花中含有豐富的多糖類成分，可作為微生物的營養(yǎng)來源，在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶，促使組織細胞破裂，從而利于資源性化學成分的溶出，提高資源性成分的利用率[51]。獲取揮發(fā)油類、黃酮類及酚酸類等資源性成分后，可采用生物轉(zhuǎn)化技術對菊花藥渣進行發(fā)酵，使其轉(zhuǎn)化為木糖醇、乳酸、生物乙醇，顯著提高菊資源的經(jīng)濟效益。同時，可繼續(xù)利用生物質(zhì)熱解技術將菊花藥渣降解形成生物質(zhì)焦油、生物質(zhì)醋液和生物質(zhì)燃氣等資源性產(chǎn)品，也可以菊花藥渣為原料發(fā)酵轉(zhuǎn)化為纖維素酶、熱解炭化為生物炭及復合炭基生物肥等系列產(chǎn)品，以實現(xiàn)源于農(nóng)田、歸于農(nóng)田的菊資源循環(huán)利用模式。菊花藥渣成分復雜多樣，其中仍含有天然抑菌物質(zhì)，可通過固化成型物理轉(zhuǎn)化方法將菊花藥渣制備成具有抑菌作用的纖維板、木塑板、功能性紙張等資源性產(chǎn)品，不僅能夠減少木材的砍伐及化學防腐劑的使用，還能解決菊花廢棄物的利用與處置問題[52]。經(jīng)生物機械處理后可將菊花藥渣開發(fā)成一種低成本、可再生、可用于產(chǎn)品包裝的全植物纖維發(fā)泡緩沖材料。以菊花藥渣中的木質(zhì)素為原料與大豆蛋白/氧化蔗糖交聯(lián)成膜制備出可降解緩解地膜，有利于調(diào)節(jié)地溫，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高作物產(chǎn)量。

3.1.3 粗放低值化開發(fā)利用策略 粗放低值化是指藥渣等廢棄物不經(jīng)加工處理或僅簡單加工，直接用于肥料、飼料等的簡單利用方式[53]。經(jīng)提取純化后的菊花藥渣仍具有一定的抗菌、抗病毒、提高免疫力作用，可開發(fā)成畜牧飼料或飼料添加劑用于家禽、家畜及水產(chǎn)養(yǎng)殖中，在提高動物免疫力、減少動物患病風險的同時，還能使動物快速增肥、提高效益。菊花藥渣材質(zhì)輕，通氣性好且含有一定的鐵、磷、鉀等有機元素，可作為田間肥料加以開發(fā)。菊花藥渣亦可作為燃料或熱量直接燃燒，從而減少煤炭的使用。此外，以菊花藥渣為原料制備的栽培基質(zhì)，不僅能為蔬菜、水果提供營養(yǎng)，還能避免使用傳統(tǒng)化肥帶來的副作用及土壤中重金屬的污染，大大提高菊花廢棄物的利用率。

3.1.4 文旅融合特色化開發(fā)利用策略 2018年9月中共中央、國務院發(fā)布了《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》[54]，提出“產(chǎn)業(yè)興旺是鄉(xiāng)村振興的重點，依托農(nóng)村特色產(chǎn)業(yè)而建設起來的農(nóng)業(yè)特色小鎮(zhèn)符合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的總要求”。特色小鎮(zhèn)的建設與鄉(xiāng)村振興理念相契合，有利于吸引城市資源向農(nóng)村流動，推動鄉(xiāng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。除了作為藥用外，作為我國十大傳統(tǒng)名花，菊花還具有極高的觀賞和食用價值。由于地理環(huán)境和加工方法的不同，形成了亳菊、滁菊、貢菊、懷菊和杭菊等各具特色的菊花道地藥材。如安徽亳州是全國最大的亳菊種植、加工基地，以古井貢酒、高爐家酒為代表的亳州白酒品牌在全國也享有很高知名度，可以亳菊為主要原料開發(fā)具有亳州特色的亳菊酒及亳菊宴，進一步打造亳菊特色文化小鎮(zhèn)。滁州旅游資源豐富，可將滁菊文化與旅游資源相融合，在瑯琊山醉翁亭、吳敬梓紀念館等著名旅游點增設園林式菊花茶樓，舉辦集滁菊采摘、滁菊藥膳品嘗制作為一體的滁菊文化節(jié)活動，實現(xiàn)滁州菊花產(chǎn)業(yè)與旅游業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。桐鄉(xiāng)市是杭白菊原產(chǎn)地，被譽為“中國杭白菊之鄉(xiāng)”。從南宋至今，桐鄉(xiāng)市每年都會舉辦菊花燈會，開展觀菊、賞菊、游覽水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)烏鎮(zhèn)、參觀名人故居等系列活動，可在此基礎上修建以杭菊為主題的民宿，逐步打造杭菊特色小鎮(zhèn)[55]。綜上，結(jié)合菊花產(chǎn)區(qū)特色的文化、旅游產(chǎn)業(yè)，打造集菊花采摘、菊花美食品嘗和旅游觀光為一體的菊花文旅特色小鎮(zhèn)，助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展。

3.2 菊非藥用部位開發(fā)利用策略

3.2.1 精細高值化開發(fā)利用策略 菊莖葉及根等非藥用部位中同樣含有豐富的資源性化學成分，菊莖葉中總黃酮、總酚和總多糖含量分別高達37.89、17.12、70.84 mg/g[16]。此外，從菊葉中檢測到4種核苷類化合物，從菊莖和菊根中均檢測到2種核苷類化合物，從菊莖、葉、根中均檢測到13種氨基酸類化合物[56]。以上研究表明，菊非藥用部位與花序有著相似的化學成分，可有針對性的對菊非藥用部位進行精細高值化產(chǎn)品開發(fā)，推動菊資源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

研究發(fā)現(xiàn)，菊莖葉提取物可從多個途徑改善脂多糖引起的食草動物腸道功能紊亂，可用于制備調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的功能性飼料添加劑、藥物或保健品[57]。菊莖葉提取物可調(diào)節(jié)白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-8和基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達，顯著改善斑馬魚炎癥性腸病，提示可以菊莖葉提取物為原料開發(fā)防治炎癥性腸病的藥物或保健品[58]。菊莖葉提取物對急性虹膜睫狀體炎及自發(fā)性高血壓急、慢性眼部疾病也具有較好的防治作用，提示菊莖葉具有研發(fā)為防治眼部疾病藥物或保健品的潛力[59]。菊葉提取物還可改善-氨基半乳糖所致化學性肝損傷及對乙酰氨基酚所致藥源性肝損傷，顯著降低血清中轉(zhuǎn)氨酶水平和脂質(zhì)過氧化損傷，增加機體谷胱甘肽含量，具有較好的肝損傷保護作用，可進一步研發(fā)成保肝藥物或保健品[60]。由菊葉多糖類、酚酸類及黃酮類成分復配而成的菊葉提取物具有良好的解熱、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)咳、祛痰、抗炎作用，能夠用于防治感冒引起的發(fā)熱、咳嗽、生痰及炎癥反應，在藥品和保健產(chǎn)品開發(fā)方面具有廣闊的應用前景[61]。研究表明，菊葉總黃酮具有顯著的抗氧化、抗腫瘤、抑菌、調(diào)血脂等多種藥理活性，有望開發(fā)為治療相關疾病的藥物或保健品[62-64]。菊莖葉精油具有較強的抑菌和抗炎作用，可考慮開發(fā)成抗炎藥物、抑菌劑、日化產(chǎn)品、食品調(diào)料劑或新型保健食品添加劑[65]。菊非藥用部位多糖具有較好的改善結(jié)腸炎、調(diào)節(jié)免疫及抗腫瘤作用，提示其在生物藥品和保健品領域具有開發(fā)前景[66]。此外，菊非藥用部位中尚含有核苷類及氨基酸類成分，這些成分可作為食品添加劑、抗疲勞功能性飲料及營養(yǎng)補充劑的原料加以應用[56]。

3.2.2 轉(zhuǎn)化增效開發(fā)利用策略 菊莖葉及根中均富含纖維素類資源性物質(zhì)，可經(jīng)酶解轉(zhuǎn)化為易吸收利用的糖類成分，并可進一步利用微生物發(fā)酵技術或固定化技術將菊非藥用部位中半纖維素轉(zhuǎn)化為木糖醇，實現(xiàn)物盡其用、變廢為寶，提升菊資源利用效率及效益[67]。經(jīng)酸預水解，可充分解離菊莖葉及根中的半纖維素與纖維素，得到由纖維素和木質(zhì)素組成的固體物質(zhì)，經(jīng)發(fā)酵可獲得乳酸或生物乙醇。借助生物質(zhì)熱解技術對菊莖葉及根進行降解處理，使其轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)焦油、生物質(zhì)醋液和生物質(zhì)燃氣，可有效避免菊廢棄物燃燒處置時釋放CO2及粉塵、集中堆放掩埋處置時占用土地資源等環(huán)境問題[68]。菊莖葉及根經(jīng)發(fā)酵酶轉(zhuǎn)化可生產(chǎn)高品質(zhì)纖維素酶，二次殘渣可經(jīng)熱解炭化獲得生物炭，進一步開發(fā)為含纖維素酶炭基復合肥產(chǎn)品，還田施用可有效改善土壤物化特性和連作障礙。通過壓縮技術可將菊莖葉及根壓縮成型，制備成纖維板、木塑板、功能性紙張等產(chǎn)品，提高菊非藥用部位的經(jīng)濟價值。此外，以富含纖維素的菊莖葉及根為原料，可制備出具有一定阻隔性、疏水性和抗菌作用的可降解果蔬保鮮材料。經(jīng)生物機械處理后添加環(huán)保型助劑可將菊莖葉及根開發(fā)成多功能型預制菜紙漿模型包裝，該包裝具有較好的抗熱油滲透性，可提高食品的保質(zhì)期。

3.2.3 粗放低值化開發(fā)利用策略 菊莖葉及根中含有糖類、蛋白質(zhì)類、核苷類、氨基酸類、維生素類及粗纖維等營養(yǎng)成分，可開發(fā)為牲畜、家禽、漁業(yè)飼料或飼料添加劑。菊莖葉及根還含有氮、磷、鉀等微量元素，可開發(fā)為具有適宜孔隙度、基質(zhì)容重及pH值的田間肥料，可較好滿足農(nóng)作物生長所需營養(yǎng)，且不會引起土質(zhì)退化、土壤板結(jié)等問題。菊莖葉及根也可作為燃料或熱量直接燃燒，在提供熱能和電能的同時，有效緩解菊廢棄物的處理壓力。此外，為增加土壤肥力、改善土壤通透性、避免土壤重金屬污染，可對菊莖葉及根進行腐熟處理，開發(fā)為相應的栽培基質(zhì)以用于蔬菜或果苗的無土栽培。

通過對菊花、莖葉、根中多類型資源性化學物質(zhì)進行歸納分析，探討菊花及菊非藥用部位資源化利用途徑和系統(tǒng)利用策略，以期實現(xiàn)菊資源多層次、多途徑、精細化利用與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。菊資源分級分類多元化利用策略與途徑如圖11所示。

4 結(jié)語與展望

本研究首先從專利視角探討菊資源國內(nèi)外專利布局及開發(fā)利用現(xiàn)狀，明晰菊資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。分析結(jié)果表明，我國是全球菊資源最主要的專利布局地及技術來源地，占據(jù)全球菊資源專利的主導地位。2009—2013年是全球菊資源專利申請的高速發(fā)展期，而近年來菊資源專利申請數(shù)量呈下降趨勢，菊資源研究開發(fā)處于技術回落期。醫(yī)藥和食品是菊花及菊非藥用部位進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的主要技術領域，當前菊資源產(chǎn)業(yè)仍面臨精深加工及高附加值產(chǎn)品較少、綜合利用程度不高、資源價值未得到充分挖掘等問題?；诖耍狙芯繉栈熬辗撬幱貌课坏目衫觅Y源性化學物質(zhì)及其潛在資源價值進行系統(tǒng)整理與分析，提出并構(gòu)建精細高值化、轉(zhuǎn)化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多元化開發(fā)利用策略與途徑。在中藥資源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念指導下，將上述資源化利用策略與現(xiàn)代科學技術相結(jié)合，可有效挖掘菊資源的潛在應用價值，提升菊資源的開發(fā)利用效率，延伸菊資源經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，助力我國“雙碳”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。

圖11 菊資源分級分類多元化利用策略與途徑

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Current status of domestic and foreign patent layout ofresources and their development and utilization strategies

WEI Shibing1, CHANG Xiangwei1, 2, 3, 4, 5, WU Deling1, 2, SU Shulan6, YAN Hui6, WEI Dandan6, PENG Daiyin1, 2

1. College of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230012, China 2. MOE-Anhui Joint Collaborative Innovation Center for Quality Improvement of Anhui Genuine Chinese Medicinal Materials, Hefei 230012, China 3. Institute of Pharmaceutics, Anhui Academy of Chinese Medicine, Hefei 230012, China 4. Anhui Province Key Laboratory of Pharmaceutical Preparation Technology and Application, Hefei 230012, China 5. Anhui Province Engineering Technology Research Center of Modernized Pharmaceutics, Hefei 230012, China 6. Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization Process, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China

resources are abundant in China, and the inflorescences are the main medicinal part of the plant. Non-medicinal parts such as stems, leaves and roots are usually discarded in the process of cultivation and harvesting of. The non-medicinal parts ofalso contain plentiful resource chemical components and pharmacological effects, with broad prospects for development and utilization. A systematic analysis of domestic and foreign patents forresources was carried out based on the patent database of China National Intellectual Property Administration and Patsnap. Then the current patent activity features and development trend and current utilization status ofresources were explored from the perspective of development trend, global layout, composition of applicants, technology field, technical life curve, technology growth rate and patent quality. On this basis, the chemical composition characteristic and potential resource value of Juhua () and its non-medicinal parts were further systematically sorted out in this study. The strategies and approaches of multi-dimensional development and utilization ofresources were put forward based on the concept of circular economic development, including fine high value, conversion efficiency, extensive low and culture-tourism integration. It would provide the research ideas and theoretical basis for improving the utilization efficiency ofresources, extending the economy industry chain ofresources, and promoting the realization of carbon peak and carbon neutrality goals.

Ramat.;; resources; patent layout; non-medicinal parts; strategy of development and utilization

R282

A

0253 - 2670(2024)08 - 2800 - 12

10.7501/j.issn.0253-2670.2024.08.029

2023-11-01

國家自然科學基金資助項目（82104701）；國家自然科學基金資助項目（81973485）；安徽省高校優(yōu)秀青年科研項目（2022AH030064）；藥物制劑技術與應用安徽省重點實驗室開放基金項目（2021KFKT10）；中央本級重大增減支項目（2060302）；國家中醫(yī)藥多學科交叉創(chuàng)新團隊（道地藥材生態(tài)化與資源可持續(xù)利用）支持計劃項目（2021）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金資助（CARS-21）

韋詩冰，女，碩士研究生，研究方向為中藥資源循環(huán)利用。E-mail: weishibing2022@163.com

通信作者：常相偉，研究員，從事中藥資源化學與資源循環(huán)利用研究。E-mail:chxwing@163.com

吳德玲，教授，從事天然藥物化學及中藥物質(zhì)基礎研究。E-mail: dlwu7373@ahtcm.edu.cn

[責任編輯 趙慧亮]