刺梨产业专利分析和发展建议*

黄 莹

（贵州省农业科学院 现代农业发展研究所，贵州 贵阳 550006）

刺梨是中国西南部山区特有的野生水果之一，是天然的药食两用水果，《本草纲目拾遗》最早说明了刺梨的价值及“天下刺梨看中国，中国刺梨看贵州”的先天区位优势。开展刺梨产业专利分析和技术路线预测，聚焦刺梨产业的发展，强调发挥专利信息对刺梨产业发展决策的引导力，进一步提高刺梨产业发展规划、产业运行决策的科学化程度，有利于推动刺梨产业布局更加科学、产业结构更加合理。

1 专利数据检索及建库

1.1 数据来源及检索范围

运用合享新创Incopat专利检索分析系统，经数据清洗删除杂质数据，获得研究数据量3101件。范围是2020年8月24日以前公开的120个国家、地区和组织的刺梨相关专利数据。

1.2 技术分解及基本检索思路

根据刺梨产业链各环节特征，将刺梨产业分解为育种繁育、栽种采收、加工和深加工四个子领域，如表1所示。再根据各子领域数据中杂质数据的共性和特点，经反复验证，形成育种繁育子课题（分析数据46件）、栽种采收子课题（分析数据183件）、刺梨加工子课题（分析数据2156）、深加工子课题（分析数据673件）四个检索式。

表1 刺梨产业技术分解表

1.3 数据加工建库

根据上述检索策略，逐条查阅专利的摘要以判断相关性，删除无关数据，进行数据清洗。建立育种繁育、栽种采收、加工和深加工四个子数据库，进行数据标引：每个子课题下再做若干个细分的技术标引，以便后续开展有针对性的分析。例如刺梨加工子课题，根据对刺梨的使用目的和加工方式，细分为13个技术标引：刺梨用于食品饮品、保健、饲料肥料、中药、果茶、果脯及烘干、酵素、果酱、榨汁、切割去刺、清洗、发酵、分选。

2 专利分析

2.1 专利技术发展趋势

按照申请年份进行统计，参照根据TRIZ理论的专利挖掘模型的专利数量标准的技术进化S型曲线与期刊发文增量，可将刺梨产业发展划分三个阶段，如图1所示。

图2 刺梨产业相关专利类型

成长期（2000-2012年）：该阶段刺梨产业相关专利已经出现，且能够维持每年较少的专利增量，专利增量明显少于学术期刊增量，技术概念仍处于理论实验阶段，该情况一直持续到2007年，专利增量到达一个小高峰并且开始超过学术期刊增量。刺梨产业此时仍未形成规模，经济效益来源单一，主要靠简单的成果售卖盈利。2007年以后专利数量增长速度逐渐上升，刺梨产业技术开始投入市场应用，政府及相关企业也开始关注该行业发展，前一阶段理论研究的积累也开始得到应用，进一步强化行业竞争力。该阶段已开始形成小规模刺梨加工产业，产品附加值提升，相关产业开发者开始探寻多元化的刺梨深加工模式，吸引更多资金促进产业发展。

爆发期（2013-2017年）：刺梨产业从2013年开始正式进入爆发期，刺梨的药用价值、食用价值及化工价值进一步开发，国家与地方政府加大了对产业的扶持力度，刺梨研究进一步扩展到生物、医药、日化等诸多领域，2018年刺梨产业专利增量达到峰值630。该阶段刺梨产业已经形成较为完整的产业链，有效提高了地方经济效益，刺梨附产品的加工技术不断开发应用，消费受众群体与市场份额逐步扩大，产业发展进入黄金期。

瓶颈期（2018-2020年）：2018年开始刺梨产业专利增量呈断崖式下降，结合市场现状分析可知，由于缺乏品牌形象、上游产业链较短等发展过程中所积累的问题导致市场盈利增长缓慢，领域技术研究热潮退却。但另一方面学术期刊的数量呈现快速上升的趋势，表明理论研究仍在快速发展，刺梨产业深加工技术的进一步研发应用仍有可观的发展空间，随子领域的技术突破在与新兴技术的融合中提高行业利润，产业实现新的飞跃发展。

2.2 专利申请类型及法律状态

从图2可以看出，刺梨产业专利申请以发明专利为主。其中，发明专利2717件，占专利总数的87.6%；实用新型专利202件，占专利总数的6.5%；外观设计专利182件，占专利总数的5.9%。

图1 刺梨产业研发趋势图

对刺梨产业相关专利法律状态进行统计，其中有效专利指授权并且正常维持的专利；审查中专利指已公开但尚未授权的专利申请；失效专利指因专利保护期届满、未缴费、专利无效等原因失去专利权，不再受专利法律保护的专利。从表2可以看出，各国针对刺梨的专利中，无效专利占比大。中国专利在审查过程中的撤回、授权后停费和驳回等方面所占的比重较大，无效专利占比50%、有效专利仅占20%。可见刺梨产业的专利布局尚不完善，技术成熟度不高，进一步说明刺梨产业技术开发仍停留在初步阶段。

表2 刺梨产业相关专利法律状态

2.3 专利区域分布

从各国专利申请量来看（图3），中国2811件、美国72件、日本45件、韩国32件、印尼18件、法国14件、世界知识产权组织13件、欧洲专利局12件、乌克兰9件、墨西哥8件、波兰7件、俄罗斯7件、印度6件、西班牙4件、加拿大3件、德国3件、新加坡3件、巴西2件、英国2件。中国在专利数量上具有巨大优势，中国专利申请量和拥有量远远大于其他国家和地区的总和，这种现象的背后本土特色品种优势功不可没。美国、日本、韩国顺次排名，这表明在一定程度上，刺梨产业在这些发达国家中已开始兴起相关研究，同时也将会产生大量的海外市场。

图3 刺梨产业相关专利申请区域分布

2.4 专利主要申请人

从图4可以看出，刺梨产业排名前10位的专利申请人，均为中国申请人，其中9个隶属于贵州；前20位申请人中，外国企业2家、贵州高等院校2家、贵州企业15家；排名前50位的专利申请人，贵州申请人35家、国外申请人3家。说明刺梨产业的主要从业单位在贵州境内，该产业的技术领先优势也在贵州。

图4 全球刺梨产业相关专利申请人申请量排名

2.5 专利技术主题

专利的技术主题分析反映了某一领域研发主体的主要研发方向，根据IPC分类原则及刺梨产业链各环节特征，将专利数据分解为育种繁育、栽种采收、加工及深加工四大子领域及其小类，统计结果如图5、图6所示。

图5 刺梨产业专利子领域分布

图6 刺梨产业专利小类分布

中国专利热点技术主要集中在加工方面，小类热点技术主要分布在食品饮料（739件）、药物（435件）、保健（382件）等应用方面。另外，专利申请量较多的技术主题还有：榨汁（199件）、饲料肥料（195件）、果茶（130件）、提取物用于化妆品日化品（101件）、切割去刺（88件）、刺梨种植（76件）、刺梨清洗（69件）、刺梨提取（68件）、刺梨发酵（66件）、刺梨用于中药（62件）等。

国外专利数量较少，主要围绕刺梨的深加工做文章，刺梨提取物用于药物（127件）、提取物用于化妆品日化品（28件）、刺梨育种繁育（21件）、提取物用于饮料食品（16件）、刺梨提取（13件）。

3 制约因素分析

从2018年刺梨专利申请数的直线下降可以看出，当前刺梨产业发展存在一定程度的结构性失衡，制约了产业规模的进一步扩大。采用双聚类算法对专利领域子课题与其技术主题数据进行同时聚类，实现领域-主题的双维度结构，生成可视化双聚类主题矩阵热图，展示高频主题词与领域之间的亲疏关系，进而获得领域主题间的结构比例组成。结合全产业链，通过对双聚类树状图进行不同维度的解读，可以发现当前刺梨产业发展存在3个方面瓶颈性的问题。

3.1 产业链环节脱节

育种繁育和栽种采收子领域的关联结构较为紧密，技术主题在领域双方内部形成良性互动，但总体发展不足，与加工、深加工产业存在一定程度的产业链技术缺失，尤其是保鲜技术领域，刺梨鲜果成熟期较短，采摘后无法长时间保存，一般需要24小时内运送至加工企业榨汁储存，采收和保鲜方面的专利仍未紧密联系，鲜果采摘后没能及时交货到企业，导致出现烂果的风险较大。地方政府缺乏总体规划和有效的宏观指导与调控，致使鲜果生产和加工不能协调发展，农、工、贸相互脱节，刺梨产业机制未能良好运行。县级企业加工储存能力无法满足鲜果产量的爆发式增长。刺梨鲜果不能存储，实际加工能力仅不到设计加工生产能力的10%，导致企业生产线和工人一年有近10个月处于闲置状态，增加了企业的成本。

3.2 产品同质化严重

刺梨加工产业与深加工产业的联系仍比较薄弱，企业技术开发能力较低，大量专利集中在刺梨加工初级产品和半成品方面，综合利用水平仍未能全面开发。从产品种类看，分为食品饮品和保健营养品两大刺梨产品类型，产品的附加值较低，难以在国内外市场形成有效竞争力。大部分企业主要生产刺梨原汁、刺梨果脯、刺梨饮料、刺梨酒等产品，存在严重的低端同质化竞争问题，由于其特有的酸涩口感，市场接受度不高，销量有限，对刺梨产业的拉动效果不明显。精深加工相对缺乏，刺梨资源利用率较低，品牌产品开发受限，难以体现出刺梨产业的独特性、创新性。利润低，企业回收刺梨果和引进人才资金缺乏，进而失去扩大再生产的动力。相对的，农户也失去了种植刺梨的积极性，从而使得刺梨产业的发展停留在一个恶性循环阶段。

3.3 深加工科技转化力不足

从双聚类图谱来看，刺梨深加工专利主要出现在药物、食品饮品、化妆日化、提取等方面，开发刺梨面膜、刺梨保健品，刺梨中的SOD等有效成分提取和影响刺梨原汁口感的单宁去除等技术仍未取得突破，仍处于初级发展阶段。首先，刺梨生产企业大多都是改造后的家庭生产车间，这就导致了刺梨加工的起点比较低，生产加工刺梨的技术处于比较落后的状态。其次，专利研究成果制造成本较高，投资所需资金较多，成本回收周期较长，反应迟缓，无法快速回本赚钱，所以银行或风险资本不愿提供金融支持。综上，刺梨开发企业的资金往往处于短缺状态，大多数企业无法引进设备，无法进行技术创新，难以提高刺梨深加工能力，难以提高产品质量，难以实现产业价值链的升级。

4 刺梨产业发展建议

4.1 育种繁育

具备无籽、高产、优产及区域化生产属性的刺梨品种将成为行业新宠；如果能培育出以观赏和绿化为目的的刺梨盆景和绿植，将有效拉长产业链条，形成新的利润增长点。

4.2 栽种采收

刺梨专用肥方面，龙里县柯臻科技种植有限公司在中国提出了9件刺梨专用肥的发明专利申请，目前均处于实审中；贵州大学在中国提出了8件刺梨专用肥的发明专利，但只有“一种配制磷酸二氢钠并副产刺梨专用肥的方法”获得了授权，其余均已被驳回；其余刺梨专用肥均为刺梨种植企业在中国提出的发明专利申请，也都没有获得授权。从专利角度，刺梨专用肥属于技术和市场空白点，应结合刺梨机理研究加大实验和研究力度，重点鼓励科研机构和肥料专业企业研发绿色、有机专用肥料。刺梨保鲜方面，一般而言，低温、隔绝氧气、杀灭微生物和细菌是常用的保鲜手段。检索到的12件专利涉及涂膜保鲜剂、超高压水封保鲜方法、病原菌防控处理等保鲜方法，仅有1件带有换气功能的保鲜箱为有效专利，其他均为审中或失效专利。保鲜问题已成为制约刺梨产业发展的瓶颈，应鼓励科研机构和刺梨从业厂商加大研发试验力度，广泛借鉴各领域各种保鲜方式，率先以无毒害、无添加的手段解决刺梨保鲜问题。

4.3 刺梨加工

刺梨榨汁方面，专利申请量较多，有压榨设备、果汁或果蔬饮料的制备、将刺梨汁添加入食品等。鉴于刺梨难以保鲜的问题，将刺梨榨汁制成饮品或加入食品成为广大从业厂商的首选，然而刺梨汁的口感和保鲜仍然是制约产业发展的主要问题，建议加大研发力度，推出具有市场竞争力的产品。刺梨用于果茶方面，将刺梨加入到柚子茶、大枣复合代用茶、木瓜代用茶、奶茶、养生茶以及各种水果袋泡茶，并没有专利申请量在10件以上的申请人，技术垄断尚未形成，可介入程度高，应加强针对果茶研究开发工作的支持力度。刺梨切割去刺除籽方面，针对刺梨的切柄、去蒂、脱刺以及切半，专利申请量仅有88件，刺梨除籽方面技术仍然空白。切割去刺除籽是刺梨加工产业的关键环节，建议加大研究力度，尤其加大刺梨除籽环节的技术研究力度。

4.4 刺梨深加工

刺梨提取物用于饮品方面，将刺梨提取物作为添加物与其他配料混合，制成复合植物饮品、果醋饮料以及口服液等，以提升口感和营养，达到增强抵抗力、抗氧化、美容养颜、健胃消食等目的。该领域专利目前以国外申请为主，建议加大研究力度。刺梨提取物用于药物方面，可将刺梨提取物用于治疗帕金森、肺病、肝病、胃病、止咳、烫伤、脚气、皮肤病等疾病的药物。专利目前主要掌握在国外权利人的手中，中国申请人对此的关注度远不如直接将刺梨用于中药，建议加大研究力度，实现该领域的突破。刺梨提取物用于化妆日化用品方面，当前，将刺梨提取物作为天然添加剂应用于化妆品和日化品已成为新产品开发的热点。贵州的专利申请人占比20%，排名第一，其次是广东、河南。该领域的研究有一定成效，建议继续加大研究力度。