基于专利的山药保健功效研发态势与热点分析

胡景辉，张可一，雷雅坤，刘宁，李树仁，孙丽敏*

（1.河北省农林科学院农业信息与经济研究所，河北 石家庄 050051；2.北京林业大学工学院，北京 100083；3.河北省人民医院，河北 石家庄 050000）

山药（Dioscorea opposita Thunb．） （Dioscorea opposita） 为薯蓣科（Dioscoreaceae） 薯蓣属（Dioscorea）多年生缠绕性藤本薯蓣的根茎，原名薯蓣，又称怀山药、淮山药、淮山、薯药、玉芋等[1]。山药既是一种常见蔬菜植物，又是一味重要的中药，因其药用保健功效和可口的风味品质而深受人们的关注和喜爱[2]。山药作为保健食品，在我国有约2 800 a 的利用历史，《神农本草经》将山药列为上品；《四时纂要》对山药栽培作了较为详细的记载；《本草纲目》记载：山药味甘性平，益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛。山药中含有丰富的营养成分如淀粉、蛋白质、脂肪酸及矿质元素[3]，还富含多种生物活性成分如多糖、皂甙、尿囊素等，具有抗氧化、抗衰老、抗突变、抑肿瘤、免疫调节等功效，已成为化学、医药学及食品科学等领域的研究热点[4]。

专利是具有高科技含量的知识产权成果，专利文献是技术和科学信息的重要来源，反映相关科学技术研发领域技术发展的现状及研发热点[5～10]。课题组基于山药专利数据，运用情报分析方法，对山药保健功效研发态势与热点进行了系统分析，旨为对我国山药相关技术研发提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

利用智慧芽专利数据库数据（https：//www.zhihuiya.com/） 数据，编辑（山药OR 怀山药OR 薯蓣OR 白山药 OR Dioscorea opposita OR Chinese yam OR ヤム） OR TTL_ENTRANS： （山药OR 怀山药OR 薯蓣OR 白山药OR Dioscorea opposita OR Chinese yam OR ヤム） OR ABST_ENTRANS： （山药OR 怀山药OR 薯蓣OR 白山药OR Dioscorea opposita OR Chinese yam OR ヤム） OR TTL_CNTRANS： （山药 OR 怀山药OR 薯蓣 OR 白山药OR Dioscorea opposita OR Chinese yam OR ヤム）OR ABST_CNTRANS： （山药OR 怀山药OR 薯蓣OR 白山药 OR Dioscorea opposita OR Chinese yam OR ヤム） 检索式，2019 年3 月10 日，对数据库截至2018 年12 月31 日相关专利进行检索，共检索到专利71 908 条，对检索结果下载与保存。

1.2 研究方法

运用智慧芽专利检索平台和分析工具及Excel 软件对相关数据进行整理与分析。

2 结果与分析

2.1 山药专利概况

对71 908 个山药专利按照所属类型和法律效力进行分类，结果（表1） 显示，发明专利69 906 个，实用新型专利1 498 个，外观设计专利504，分别占总专利数量的97.22%、2.08%和0.70%；有效专利16 528 个，失效专利30074 个，审查中专利22844个，分别占总专利数量的22.98%、41.82%和31.77%。数据显示，山药专利中以发明专利为主，且有效专利偏低。

表1 71 908 个山药专利概况Table 1 Situation of 71 908 patents related to Chinese yams

2.2 山药专利趋势分析

对2000～2018 年山药专利申请与授权数量进行统计，结果（图1） 显示，申请数量与授权数量均呈先增长后降低趋势。山药专利申请数量由2000～2010 年的缓慢增加期进入2011～2015 年的爆发式增长期，且2015 年达到峰值，2016～2018 年进入衰退期；授权数量由2000～2010 年的缓慢增长期进入2011～2013 年的快速增长期，且2013 年达到峰值，2014～2018 年进入衰退期。2000～2013 年授权专利比重指标呈平稳波动增长趋势，比重由16.71%提高到43.69%；2013～2018 年进入急速下降期，2018 年比重仅为2.96%。数据显示，专利审查更趋严格，授权专利含金量相应也得到了大幅提升。

图1 山药相关专利趋势Fig.1 The related patent trends of Chinese yam

2.3 山药专利地域分布

对71 908 个山药专利所述地域进行统计，结果（图2） 显示，77.32%的山药专利来自于我国，8.85%的山药专利来自于日本，3.15%的山药专利来自于美国。对不同地域的山药专利发表的年度进行统计，结果（图3） 显示，2000～2016 年我国专利公开量逐年提升，2010 年后幅度大幅提高，2016 年达到峰值（8 619 个） 之后逐年下滑。

2.4 山药专利技术分布分析

技术焦点反映该技术领域的专利主要集聚的领域，也反映了相关领域的研发重点和方向。统计结果（图4） 显示，山药相关专利技术主要分布在IPC 分类中的A61K36（含有来自藻类、苔藓、真菌或植物或其派生物，例如传统草药的未确定结构的药物制剂〔8〕）、A61K35（含有其有不明结构的原材料或其反应产物的医用配制品〔2〕）、A23L33（改变食品的营养性质；营养制品；其制备或处理〔2016.01〕）、A23L1（食品或食料；它们的制备或处理（一般保存入A23L3/00） 〔4〕）、A61P1（治疗消化道或消化系统疾病的药物〔7〕），以上研究领域的专利数量分别为26 129、13 953、10 278、9 851、8 093 件，所占比例分别为36.34%、19.40%、14.29%、13.70%和11.25%。数据显示，我国山药相关专利的核心技术主要侧重于药理、医药、营养和加工等领域。

图2 山药专利地理分布图Fig.2 Geographical distribution of patents related to Chinese yam

图3 山药专利年度地理分布情况Fig.3 Annual geographical distribution of patents related to Chinese yam

图4 山药专利技术焦点Fig.4 Technology focus of patents related to Chinese yam

年度技术战略反映该技术领域内研发方向和技术分支随时间的变化趋势，有助于了解所搜索的技术在不同应用中技术方向和投资情况的变化趋势。对山药1999～2017 年专利进行统计，结果（图5） 显示，A61K36 类专利2012 年后研发呈上升趋势，2015 年和2016 年更为突出。A61K36 类专利主要集中在2015 年和2016 年。A23L33 类专利主要集中在2016～2018 年。

2.5 山药专利地图

运用3D 地图技术对检索到的专利样本进行3D 图呈现，结果（图6～8） 显示，各国山药研发专利领域存在很大差异，其中，我国的山药专利侧重于医药、保健品、食品、添加剂等实用技术为主，日本的山药专利侧重于植物病害、食品、图形图像、材料等领域，美国的山药专利侧重于成分、基因、提取物等方面。我国山药专利开发应深度开发，从山药特定功效成分方面加力，拓展山药研发领域。

图5 山药专利年度技术战略Fig.5 Annual technology strategy of patents related to Chinese yam

图6 中国山药相关专利地图Fig.6 Map of patents related Chinese yam in China

3 结论与讨论

利用“智慧芽”专利数据库对截至2018 年12 月31 日的关于山药的相关专利进行检索，获取检索结果，并通过Excel 软件、3D 成像技术等软件对数据进行分析与总结。得到以下结论：

（1） 山药研发申请专利以发明专利为主，且有效专利偏低。

（2） 从专利发展趋势来看，申请数量与授权数量均呈先增长后降低趋势。山药专利申请数量由2000～2010 年的缓慢增加期进入2011～2015 年的爆发式增长期，且2015 年达到峰值，2016～2018 年进入衰退期；授权数量由2000～2010 年的缓慢增加期进入2011～2013 年的快速增长期，且2013 年达到峰值，2014～2018 年进入衰退期。授权专利比重指标呈先平稳波动增长后进入急速下降通道。

图7 日本山药相关专利地图Fig.7 Map of patents related Chinese yam in Japan

图8 美国山药相关专利地图Fig.8 Map of patents related Chinese yam in USA

（3）从山药研发领域在不同国家或地区的发展来看，77.32%的专利来自于我国，8.85%来自于日本，3.15%来自于美国。我国关于这方面的研究处于优势地位。

（4） 从山药专利的研究领域进行分析来看，山药专利技术焦点主要分布在IPC 分类中的A61K36、A61K35、A23L33、A23L1、A61P1 类，说明山药相关专利的核心技术主要侧重于药理、医药、营养、加工等方面。从年度技术战略看，A61K36 类专利2012 年后研发开始活跃，2015～2016 年达到峰值；A61K36 类专利主要集中在2015、2016 年；A23L33 类专利主要集中在2016～2018 年。

（5） 通过3D 地图呈现专利技术信息结果显示，我国的山药专利侧重于医药、保健品、食品、添加剂等实用技术为主；日本的山药专利侧重于植物病害、食品、图形图像、材料等领域；美国的山药专利侧重于成分、基因、提取物等方面。

山药作为药食两用食品，其专利开发多侧重于保健功效和药用价值方面。盛倩等[11]研究表明，我国山药专利开发侧重于药品和食品方面的基础性研究，而在贮藏保存、化妆品、医疗器械、栽培繁育、农耕机械、保健香烟、饲料、肥料等方面的研究仍然有待加强。张一江等研究表明[12]，我国山药专利申请涉及最多的是对消化系统疾病、代谢疾病和全身保护或抗毒剂等方面的治疗。从本研究结果可以看出，我国山药专利侧重于医药、保健品、食品等领域，今后应进一步深度开发，加大山药特定功效成分及其应用方面的研究力度，开发功效性产品，同时拓展山药研发领域。