洪思慧 张涛麟
(国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心,天津 300304)
茶多酚(Tea polyphenols,TP)又称为抗氧灵、防哈灵、维多酚,是茶叶中多羟基酚类化合物及其衍生物的总称,约占茶叶干重的 20 ~ 30%,是茶叶中最重要的组成成分[1]。依照其化学结构不同,茶多酚主要分为儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花青素类、酚酸及缩酚酸类等四大类[2]。研究表明,茶多酚具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多重功效,此外还可调节免疫、改善肾功能衰竭、抗过敏等[3,4]。目前茶多酚在食品、医药、日用品等诸多领域均有广泛的应用[5,6]。可见,茶多酚具有很好的开发和应用前景。因此,茶多酚的提取方法也成了首要且关键的问题。下面将对茶多酚提取世界专利申请情况和我国专利申请情况进行简要分析,以期为今后的研究提供一定的参考。
2.1.1 世界专利申请量趋势
图2-1为世界范围内不同年份检索到的茶多酚提取的专利申请量分布图,由于2018年以后的专利存在未公开的情况,数据较不准确,因此只分析2018年以前的情况。全球范围内针对茶多酚研究的专利起始于20世纪90年代,一直持续到2005年,申请量均较少,处于研究萌芽期。早期专利,如CN91109901.8(申请日1992年01月29日)中申请人煤炭科学研究总院合肥研究所利用能使茶多酚沉淀出来的的可溶性无机盐来分离提取茶多酚,该发明工艺简单,提取率达7.5%~8.5%,茶多酚有效成分含量大于98%;专利CN92113613.7(申请日1992年12月07日)中申请人四川农业大学利用两类不同性质的溶剂进行处理,使茶叶中茶多酚、咖啡碱、叶绿素、蛋白质等分离提取出来,实现了综合提取;专利KR10-1998-0062755(申请日1998年12月31日)公开了一种多酚含量多的绿茶提取物的提纯方法,由于不使用纯有机溶剂而使用60%~80%的乙醇水溶液,可以提供安全的绿茶提取物,并且可以在较高温度下提取,且无需使用氯仿来去除叶绿素,可以防止提取物的活性成分损失,并且可以降低提取成本。可见,金属离子沉淀法和溶剂提取法是最先发展起来的两种茶多酚提取技术。金属离子沉淀法和溶剂提取法均属于化学提取法,均可能存在污染环境的问题。为了更绿色环保,又相继出现了吸附分离法、色谱法、微波辅助提取法、超临界流体萃取法等众多物理提取方法,如专利CN97122320.3(申请日1997年11月10日)利用负载型吸附剂从茶叶中提取茶多酚,其中吸附剂载体为粗孔硅胶,担载聚酰胺;专利KR10-2000-0075024(申请日2000年12月11日)涉及一种从绿茶中提取和色谱分离的多酚-药物复合物;专利CN00120349.5(申请日2000年07月07日)利用微波处理茶叶,从茶叶中提取多酚类物质的方法,其中微波频率为2450 Mhz或915 MHz、功率为500瓦-15000瓦;专利CN03135467.X(申请日2003年07月21日)利用二氧化碳超临界流体提取茶多酚。
图2-1 世界专利申请量变化趋势
随着茶多酚提取技术的发展及越来越多应用领域的发现,2005年以后申请量有了一定的增长,进入逐步增长期。在此期间,又发展了生物工程提取法、超声波辅助浸提法、膜分离法等更加优异的方法,同时人们也逐渐认识到单一提取方法在提取效率、纯度、产率等方面的不足,开始将多种提取方法联合使用并取得了优异的效果,如专利CN200510042629.3(申请日2005年04月29日)公开了采用复合酶解提取、超滤膜过滤、树脂吸附等多种手段结合提取茶多酚的方法;专利CN200610086043.1(申请日2006年07月18日)利用超声波浸提、超滤、树脂吸附等多种手段提取茶树花中茶多酚;专利CN200610055145.7(申请日2006年02月21日)利用微滤去除提取液中杂质,再用超滤脱蛋白质和果胶,随后用反渗透脱水浓缩,最后用乙酸乙酯萃取茶多酚并溶剂回收。
经历了逐步增长、日渐成熟的技术研究,2013年后,申请量呈现快速增长的态势,进入快速增长期,并于2018年申请量产生了质的飞跃。在此期间,各项技术处于百花齐放的状态,其中协同提取法和溶剂萃取法占主导地位。从对申请趋势的分析可得知,对茶多酚提取的研究热度不断提高,随着提取、纯化等相关技术的不断进步及人们对自身健康及保健产品的需求量不断攀升,关于茶多酚提取的专利量大大增加,同时应用领域也越加广泛,涉及食品、保健品、医药、饲料等诸多领域。
2.1.2 世界专利申请国别分布情况
对申请人的国别分布进行统计,可以发现中国对茶多酚提取的研究占有绝对的优势,韩国位居第二,如图2-2所示。这也证明了中国在茶多酚提取领域的整体研究优势,这主要得益于中国是产茶大国。
图2-2 世界专利申请国别分布占比图
2.1.3 世界专利IPC分布情况
图2-3为世界范围内茶多酚提取及应用所涉及的IPC分布,由上图可知,最主要集中在B01D、C07G、A61K、C07D、A23F、A23L分类号,这几个分类号主要涉及茶多酚提取装置、提取方法、应用领域等方面。
图2-3 世界专利 IPC的分布情况
2.1.4 世界各技术分支申请量分布
目前茶多酚提取技术主要分为化学提取方法、物理提取方法、生物工程提取方法和协同提取法,其中化学提取方法又包含溶剂萃取法、金属离子沉淀法等,物理提取方法包含膜分离法、超临界流体萃取法、吸附分离法、超声波辅助浸提法、微波辅助提取法、色谱法等。从图2-4中可以看出协同提取法、溶剂萃取法和吸附分离法占主导地位,三者之和已占总量的74%,这主要得益于协同提取法能很好的克服单一提取法的缺陷,提取效率更高;溶剂萃取法成本低、操作相对简单;吸附分离法具有工艺较简单、绿色无污染等优点。
图2-4 各技术分支在历年申请中的分布情况
2.2.1 我国省市申请量分析
从图2-5中可以看出,涉及茶多酚提取的专利申请主要分布在我国南方,前三名依次是江苏、广西、浙江,这得益于上述地区均是我国茶种植业发达、茶叶资源丰富的地区,基于丰富的原料资源,相应的研究较多、专利申请量大也是必然的,并且相关技术发展也相对领先。
图2-5 我国省市茶多酚提取专利申请量排名
2.2.2 我国申请人类型分析
由图2-6可清楚看出,茶多酚提取的研发主要集中在企业,其总申请量占到国内总专利申请量的59.1%,位列第二、第三的分别是大专院校和个人。这也在一定程度上说明茶多酚提取的研究较为成熟,已能广泛应用到实际生产中。
图2-6 我国专利申请申请人类型分布情况
从国内外有关茶多酚提取的专利申请相关文献进行分析可知,目前茶多酚提取技术的研究正处于快速增长时期,提取方法多种多样,并朝着联合使用的方向发展。就申请国别来看,我国在茶多酚提取领域的研究处于绝对优势,且研究方向广,涉及提取装置、提取方法、应用领域等众多方面。就技术分支而言,协同提取法、溶剂萃取法和吸附分离法三种方法占主导地位,协同提取已成主要趋势。就目前而言,对于实际应用与技术转化方面还需进一步增强,以期带来更大的研发前景与经济利益。