茶叶深加工产业现状与发展态势——基于专利计量分析视角

张禹佳，牛丛丛，吴小文

贵州省科学技术情报研究所，贵州 贵阳 550001

近年来，我国茶园种植面积与产量有了显著提升，茶饮市场也发生着剧烈的变化，各主要产茶省份更是抓住我国经济供给侧结构性改革的机会积极推动茶产业向精深加工方向发展。由此，茶产业已经逐步由第一产业延伸到了二、三产业[3]。2019年，国内消费量202.56万t，进口茶叶4.34万t，出口38.1万t及深加工茶叶消费量20万t，全国有近30万t的茶叶产能过剩[4]。可见，在茶产业发展利好的大背景下也存在产能过剩的问题。茶叶深加工可充分利用夏秋茶和中低档茶，是有效提升茶产业附加值、解决茶产业产能过剩的有效途径之一，也是加快茶产业升级转型的有利契机。

茶叶深加工的创新最终是技术的创新，而对这一指标的衡量和把握就是专利技术[6]，专利技术特征是专利价值生成的重要因素[7]，基于专利文献对专利要素进行特征挖掘获取语义化的技术要素及其关联的特定领域技术演化分析方法，可以实现技术演化过程的深度呈现，为技术发展的预测提供数据支撑[8]。目前，针对茶产业开展专利计量分析的文献较少，仅李瑞丹[9]和林珊等[10]对中国普洱茶产业展开了专利分析，尚未有针对茶产业深加工的专利计量分析研究报告。

本文通过采取专利检索、专利定量和定性分析手段，对茶产业深加工信息技术进行挖掘分析，总结出产业各应用领域发展状况和产业关键技术，并为茶叶深加工产业下一步发展提出政策建议。

1 研究方法与数据来源

1.1 专利检索

采用合享新创Incopat专利检索分析系统，根据深加工技术要素特征分解深加工技术，以分解后的技术主题作为检索关键词进行国内外中英文专利检索，得出相应检索结果。

1.2 数据清洗、标引

多次随机抽取100条专利数据进行阅读，从功能角度和技术特征角度出发，多次进行检出专利的相关度判断，批量删除无关数据。 对上述过程中所发现的高相关度专利进行标引，标引主要内容为：重要程度、申请人合并、申请人类型、技术主题、专利申请地域、法律状态及同族专利等。在逐一标引的过程再次删除无关数据，进一步完成数据清洗。通过检索反复数据清洗后得出茶产业深加工专利共5602件。国内外茶叶深加工技术分类及用途见表1。

表1 国内外茶叶深加工技术分类及用途Table1 Classification and application of tea processing technology at home and abroad

2 结果与分析

茶叶提取工艺及设备的专利申请量最多，其中中国专利数量占多数，日本、韩国、美国、世界知识产权组织、欧专局和印度等也有众多专利；茶叶提取物应用于食品饮料的专利，在中国以外，日本、韩国及美国也有众多专利；茶叶提取物应用于保健品的专利以中国为主，其他国家和地区仅有极少专利；茶叶提取物应用于化妆品和日用品的专利，以中国、韩国、日本、美国为主；茶叶提取物用于药物方面的专利以中国为主，韩国、美国及日本有少量专利；茶渣利用方面的专利以中国为主，日本和澳大利亚有极少专利；茶叶提取物的其他应用，以中国专利为主，韩国与美国有极少专利（表2）。

表2 国内外茶叶深加工专利状况Table 2 Patent status of tea deep processing at home and abroad

2.1 专利申请人分析

排名前十位的专利申请人中，外国企业9家、中国研究机构1家；排名前二十位的专利申请人中，外国企业11家、中国研究机构3家、中国企业6家（表3）。茶叶深加工方面，中国的技术发展落后于日本、荷兰、韩国和瑞士，虽然中国专利申请总量远远多于国外，但是中国专利分散在众多申请人名下，且技术水平相对较低；国外专利集中在少数企业名下，技术水平相对较高。

表3 国内外专利申请人状况Table 3 Status of patent applicants for tea deep processing at home and abroad

续表

2.2 专利申请人所在地（国）分布

图1可见，中国各省市中，安徽、浙江、广东、江苏和广西排名前5位，专利技术主题以提取物应用于食品饮品、茶叶提取和提取物应用于保健品为主；日本与韩国的专利申请量远远高于中国各省市，技术主题以提取、提取应用于食品饮品和化妆品日化用品为主，国外技术领先优势明显。行业巨头布局了大量的专利，如日本的花王、三得利、伊藤园、朝日软饮，韩国爱茉莉，荷兰联合利华，瑞士雀巢，美国宝洁等。

图1 国内外专利申请人所在地分布图Figure 1 Location distribution of patent applicants for tea deep processing at home and abroad

2.3 专利技术分布

在全球范围内，茶叶深加工领域专利的申请量总体不大。对茶业深加工专利数据的IPC分类进行统计分析发现，在全球茶业深加工应用领域中茶叶有效成分的萃取物、茶配制品和茶叶医用几大用途最为广泛，茶叶深加工与生物技术密切相关，也对茶叶深加工的发展起到了很大的助推作用。茶叶配制品数量较多，可见茶饮市场依旧是茶叶产业的主要应用方向，未来市场的茶叶深加工技术将会逐步趋向于医用、特色食品及日用品等领域的转型（表4）。

表4 国内外茶叶深加工专利技术分布状况Table 4 Distribution status of patent technology for tea deep processing at home and abroad

2.3.1 提取工艺及设备

传统提取方法主要有煎煮法、浸渍法、渗漉法和回流提取法等，其共同点是操作时间较长且往往不易完全浸提出有效成分。现代提取方法主要是超声提取、微波提取、超微粉碎辅助提取、超临界流体萃取和生物酶解提取等，共同特点以打破植物细胞壁为目的，加速有效成分溶于溶媒，提高有效物质的提取率。在茶叶提取物加工技术方面Kao Corporation（日本花王）、AMOREPACIFIC CORPORATION（韩国爱茉莉太平洋）、NESTLE SA（雀巢）和Unilever（联合利华）占据了行业技术领先地位（表5）。

表5 国内外茶叶提取物高价值专利列表Table 5 High-value patents list of tea extracts at home and abroad

2.3.2 食品饮品应用

茶叶或其提取物用于食品饮品方面，大部分专利为果茶饮制作、中药茶饮制作以及将茶叶或其提取物（常用儿茶素、没食子酸酯等）作为添加物加入食品或饮料，以提升口感和营养、达到退热祛暑解毒等目的，而茶叶有效成分在茶食品和茶饮品中的开发利用层面的专利较少。

日本ITO EN LTD（株式会社伊藤園）、KAO CORPORATION（花王株式会社）、Suntory Beverage Food Limited（三得利司）茶食品、ASAHI SOFT DRINKS CO LTD（朝日软饮料）茶饮品专利较多，专利布局全面、宽泛。徐州绿之野生物食品有限公司在茶叶深加工方面专利数量较多，但均为失效专利。统一集团和康师傅等中国茶饮优势企业深加工专利数量较少。中国食品饮品应用专利数量虽然最多，但总体上技术仍有待提高。

2.3.3 日化品应用

茶叶提取物用于化妆品日化品方面，提取成分有表没食子酸酯、表没食子儿茶素、没食子酸酯等复合物和茶皂素、茶多酚、黄酮类等茶叶单体成分以及糖蛋白提取物等。利用儿茶素、茶多酚、茶氨酸、黄酮类、茶皂苷以及蛋白提取物等成分的抗氧化、抗炎、抗过敏功能开发皮肤美白、保湿抗皱和改善皮肤的pH值的日用化妆品、护肤品和医疗用品，利用茶皂素的清洁功能开发牙膏、洗洁精、洗衣液、肥皂等清洁日用品。韩国著名品牌AMOREPACIFIC CORPORATION（爱茉莉）开发的茶叶化妆品，主要功效为防晒、美白、抗氧化，其公司专利同族数较多且引证量高，专利技术成熟且布局宽泛，利用茶叶自然成分结合先进的生物技术来引领全球美妆值得借鉴。德国BEIERSDORF AG（拜尔斯道夫）专利技术开发较早但均到期失效。

2.3.4 保健和药物应用

茶叶或其提取物用于保健品和药物方面，应用茶叶及其提取物的抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌等功能开发保健酒、保健茶、功能饮料及药物，用于改善脂质代谢，调节血糖、改善循环系统和神经元保护，预防脱发并促进毛发生长和消毒使用。此外，茶叶提取物被广泛用于防腐剂、杀菌剂、杀虫剂和除草剂等。

2.3.5 茶渣利用和其他

当前专利多将茶渣用于制作动物饲料或农田肥料，以实现资源再利用。茶叶提取物的其他应用方面，将茶叶提取物用于改性剂、淬火剂、表面活性剂、活性添加剂、纺织助剂、陶瓷解凝剂等，广泛应用于食品、医药、农药、日化、选矿、油田及纺织等领域。

3 结论与建议

3.1 重视科研院所的科研产出，强化面向市场的成果转化

我国茶叶深加工专利技术主体多为高校和科研院所。清华大学等20多所高校联合进行的研究报告指出，我国高校每年创造的科技成果真正实现转化与产业化的项目比例低于总数的10%[12]。同样我国高校的专利技术产业化率也很低，2018年《中国专利调查报告》指出，全国高校有效专利实施率为12.3%，专利转让率仅为1.4%。专利技术实现成果转化与产业化，才能实现技术对产业的原生动力作用。可见，对专利技术推行产权激励是促进高校科技成果转化的有效手段[13]；同时，强化技术供需主体的有效对接[14]，通过政策导向、平台搭建和中介信息机构等方法，密切企业“技术研发”和“商品开发”之间的联系，实现技术与市场的无缝对接，并依靠技术的提升实现产业的转型升级和结构性调整。

3.2 生物利用技术呈产业发展趋势，紧抓科研方向，抢占技术市场

国内外茶叶深加工行业巨头的技术聚焦为现代生物技术利用，茶叶深加工均为有效成分的提取、加工和应用，对具体有效成分的利用是以现代生物技术为基础。如酶工程可实现高效生物催化功能，提高茶微滤中的水浸出物、茶多酚、氨基酸、儿茶素等的得率[15]；微生物发酵可促进酚酸类化合物和黄酮类化合物含量增加，特别是没食子酸、绿原酸、葡萄糖醛酸等成分含量增加[16]；将代谢组学与其他技术整合，可对茶叶功能成分组成特征进行定性定量分析[17]。生物技术能够促进茶叶标志性功能成分的开发利用，尤其是现代提取分离纯化技术的集成创新为茶叶深加工走向医用、日化用品和特色食品的开发提供了技术保障。可以认为，现代生物利用技术是茶业深加工产业发展的技术趋势，茶业有效成分的提取技术、有效成分与机体功能的量效关系、茶叶功能产品的开发有望成为产业发展的技术与市场走向。

3.3 优化企业知识产权意识，尽早展开专利布局

我国茶叶深加工企业知识产权战略意识薄弱，整体专利布局意识较差，与国外行业巨头存在一定的差距。日本的花王、三得利、韩国爱茉莉、美国宝洁等几家企业已经囊括了大部分的茶叶深加工专利，且几大行业巨头的专利布局较为严密。茶叶深加工专利中筛选出的专利维持期限较长、转让次数较多、被引证次数较多的高质量专利也集中在几大行业巨头。李宏[18]通过对上市公司贸易数据的统计分析，从企业层面考察了企业专利质量与企业出口竞争力之间的关系，实证了企业专利质量的提高能有效提升企业出口竞争力。美国及日本等国家的许多科技企业都建立了企业专利管理和运营模式[19]，如英国技术集团为市场价值型知识产权运营模式、德国史太白为技术转移型知识产权运营模式、韩国创意资本公司则采用会员制方式知识产权管理模式[20]。在茶叶深加工市场上，国外优势企业都有比较稳定的研发和专利布局的规划，茶叶深加工产业属于技术密集型产业，专利技术布局规划对企业来说至关重要。

3.4 生态环保是产业发展优势

茶叶是我国传统的生态健康的食品和饮品，现有研究发现茶叶有效成分对机体的心血管系统与呼吸系统等疾病有较好的疗效，且能有效对抗机体老化。茶叶有效成分功能性终端产品的研究与开发是实现茶叶深加工转型升级的关键步骤。茶叶的深加工无论是功能性茶饮、保健食品还是日化品的开发，茶叶原料天然具有的生态化和健康化都是产业发展的天然优势。