烟草成分新功能开发与应用专利分析

田俊岭 路 征 叶广海 麻星艳 张孟迪

（1.广东省烟草南雄科学研究所,广东 南雄 512400；2.中国烟草总公司广东省公司,广东 广州 510610；3.广州奥凯信息咨询有限公司,广东 广州 510663）

烟草新功能开发与应用是烟草行业的重要研究方向，也是烟草农业与卷烟工业可持续发展的必然要求。从烟草中提取烟碱、茄尼醇、绿原酸等可用作制药原料[1-2]；从烟草中提取烟草蛋白质、多糖和果胶，可作为食品[3-4]；利用转基因烟草可生产治疗和预防疾病的药物[5-6]。综合开发利用烟草，使烟草不仅可以作为卷烟原料，还可以成为工业、农业与生物医药产业的重要原料，能产生巨大的经济效益和良好的社会效益与生态效益。本文通过检索、梳理国内外专利技术文献，全面分析全球有关烟草成分新功能开发与应用方面的研究，探究烟草成分新功能开发与应用方面的重点和热点研究方向、应用方向，以及全球竞争格局。

1 材料与方法

1.1 研究范围

根据烟草新应用的行业分类以及技术分类等，对相关研究专利进行分类，一级节点分为工业、农业和生物医药3个领域，二级分支10个。具体技术分解如表1所示，研究范围即包括以下技术分解表的内容。

表1 烟草成分新功能开发与应用技术分解表

1.2 数据来源

本文专利数据来源于壹专利（Patyee）数据库，该数据库囊括了全球157个国家1.6亿多条专利数据。数据检索起止时间为2002年3月至2021年3月。检索得到与烟草成分新功能开发与应用相关的专利数据为11 282件。

1.3 分析方法

技术分解以及数据检索：对烟草成分新功能开发与应用领域进行技术分解，形成表1的技术分解表，对表1中的二级分类选取关键词，构建检索式，并进行数据检索。总体数据为所有二级数据的集合。

数据清洗：对检索得到的数据进行人工清洗，排除与烟草成分新功能开发与应用不相关的专利文献。

可视化分析：对清洗后的专利文献数据借助壹专利（Patyee）数据库自带的分析工具、SigmaPlot与Excel进行辅助分析，采用定性分析和定量分析方法进行专利技术分析，分析维度包括了申请趋势、技术来源国、技术构成、技术分支发展趋势、主要申请人等。

2 结果

2.1 全球专利态势分析

2.1.1 全球专利申请趋势

2002年3月至2021年3月全球烟草成分新功能开发与应用的专利申请趋势见图1。从图1中可以看出，2002—2018年全球烟草成分新功能开发与应用专利申请量呈增长状态，但是2018年后热度有所下降。其中，专利申请量排名靠前的是中国、美国、日本、加拿大和欧洲，而美国、日本、加拿大和欧洲在该领域每年的专利申请量变化不大。

图1 全球专利申请态势

2.1.2 全球专利技术分布及发展趋势

全球烟草成分新功能开发与应用的专利技术分布情况见表2。从表2可以看出，全球专利布局最多的领域是生物医药领域，其次是农业领域，然后是工业领域。在生物医药领域，研发的重点是烟草来源的成分作为疾病治疗和预防的药物。疾病治疗和预防的药物是当前全球研发的热点，是高附加值的产业，也是专利密集型产业[7]，因此大量创新主体在该领域进行布局，是全球烟草成分新功能开发与应用的研发重点。在农业领域，肥料、杀虫剂也有较多的布局。在工业领域，从烟草中提取和分离化工香料为研发和布局的重点。

进一步对近10年的专利申请趋势进行分析，以明晰各分支的增长态势。从表2可以看出。在生物医药领域，无论是烟草来源的成分用于疾病的治疗和预防，还是烟草作为生物制品载体生产生物制品，抑或烟草作为模式生物用于科学研究，近年的专利申请量均呈上升的趋势，属于烟草成分新功能开发与应用的研究热点和重点。此外，在化工香料领域，近年的专利申请量也呈上升的趋势，也是研发的热点和重点。

表2 全球专利技术分布及发展趋势

2.1.3 全球专利技术地域分布

全球烟草成分新功能开发与应用的专利技术来源国分布见图2。从图2中可以看出，全球烟草成分新功能开发与应用技术专利的主要来源国是中国和美国，其次是德国、瑞士、法国等国家。

图2 全球专利技术来源国

技术布局国体现了市场的分布地。表3显示了全球专利公开量排名前五的布局国/区域。除了疾病的预防和治疗分支以及生物制品载体分支，我国的专利布局量低于美国，在其余分支，我国的专利布局量远超其他国家和地区，体现了我国烟草的资源优势以及应用优势。值得一提的是，从烟草中提取活性成分用于疾病的治疗和预防以及烟草作为生物制品的生产载体，是烟草新应用研发的重点和热点方向，也是高附加值的应用方向，我国创新主体可进一步加强烟草生物医药应用的研究和布局。

表3 全球主要布局国/区域

2.1.4 全球专利技术主要创新主体

表4显示了全球烟草成分新功能开发与应用领域排名前十的申请人。排名前十的申请人中，有9家来源于国外，仅云南中烟工业有限责任公司来源于国内。但进一步对数据进行同族合并后，排名前十的申请人中，有9家来源于国内企业，仅雷诺兹烟草公司来源于国外。这说明我国企业研发的技术方案数量多，但是地域布局能力弱，而国外企业研发的技术方案数量不多，但市场布局能力强，一个技术方案可能在多个国家布局。这从一定程度上体现了我国目前烟草成分新功能与应用的研发相比国外来说较为热门，但多数技术目前尚未走出国门，或者走出实验研究，到全球去布局。我国应进一步加强烟草成分新功能的市场化应用研究，并放眼全球市场。

表4 全球排名前十的申请人

2.1.5 全球主要国家/地区专利保护状态

图3显示了全球烟草成分新功能开发与应用领域主要国家/地区的专利保护状态情况。与全球专利的保护状态相比，我国专利的失效率高达62%，高于全球平均水平，仅次于失效率最高的澳大利亚（63%）。这在一定程度上体现了我国在该领域研究专利的创造性程度不高或保护意义不大，存在低质量研发和专利申请的情况。与全球专利的保护状态相比，我国在审专利的比例为18%，低于全球29%的水平，进一步说明了我国在该领域的研发有放缓的趋势，不只我国，除加拿大外，其余国家的在审专利比例都不超过20%。这些国家也放缓了对烟草成分新功能开发与应用的研发，其原因可能是目前烟草新应用的产业化并不显著，市场前景也不明朗。我国有效的专利比例为20%，远低于美国的37%。总之，我国还需进一步提升专利质量，回归专利申请真正的保护价值。

图3 全球主要国家/地区专利保护状态

2.2 中国专利态势分析

我国在烟草成分新功能开发与应用领域的专利申请量在2018年前保持增长态势，此后有下降趋势，研发热度减缓，与全球趋势一致（见图1）。

2.2.1 我国专利地域分布

图4显示了我国烟草成分新功能开发与应用领域在各省份的专利分布情况。排名前四的省份为安徽、山东、广西和云南，四省之间专利数量相差不大，其次是贵州、河南、江苏、广东、湖南和湖北。烟草种植和生产与烟草新应用领域的专利产出有一定的关系，如云南、福州、湖南以及河南均为烟草种植和产出的主要省份，这些省份烟草新应用的专利申请量排名也进入前十。但烟草种植面积和产量并非绝对的影响因素，还与下游的应用领域支撑有关，而烟草新应用涉及了多个应用领域，影响因素较多。

图4 我国烟草成分新功能开发与应用领域技术地域分布

2.2.2 我国技术分布与全球比对

图5显示了烟草成分新功能开发与应用领域我国的二级技术分布，并与全球的技术分布进行了比对。从图5可以看出，全球农业领域的烟草应用类专利申请主要来源于我国，而在生物医药领域，我国与全球的专利数量具有较大的差距。

图5 二级技术分支我国技术分布与全球技术分布对比（单位：件）

具体来看我国细分领域的技术分布情况，在肥料领域以及杀虫剂领域，我国的专利数量接近全球的数量，说明我国创新主体在这两个领域的专利申请热度较高，但国外较少用专利保护这两个领域的研究，而在疾病的治疗和预防领域，我国的专利数量与全球形成鲜明的差距，进一步说明了我国需要加强烟草药用价值的研究和布局。

我国拥有大量的烟草废弃物资源，应在肥料、杀虫剂以及化工香料等领域进行研发和产业化布局，但研发的技术应进行可专利性等评估后再申请专利。因为肥料和杀虫剂领域的专利失效率较高（肥料71.6%，杀虫剂75.5%），而研发出的技术不一定满足专利授权所要求的新创性，也不一定适合专利保护，可将相关研究成果发表学术文献，或者通过技术秘密保护相关研究成果。

2.2.3 我国专利主要创新主体

表5显示了我国申请专利数量排名前十的申请人。在我国布局专利的前十名申请人中，有9家来源于国内，仅雷诺兹烟草公司来源于国外，说明在烟草新应用领域，无外国企业在国内大量布局专利，不会对国内企业的创新造成较大的专利壁垒。

表5 中国排名前十的申请人

排名第一的专利申请人是云南中烟有限责任公司，专利数量远超其他申请人。9家中国公司中，有7家主要来源于中国烟草总公司下属的各省市的中烟工业责任有限公司或者烟草科学研究院，仅贵州贵安精准医学研究院股份有限公司和云南瑞升烟草技术（集团）有限公司非中国烟草旗下，但是贵州贵安精准医学研究院股份有限公司专利申请全部与贵州省烟草科学研究院共同申请。毫无疑义，中国烟草总公司以及其下属公司是我国烟草新应用领域最大的创新来源。

3 总结

当前，全球以及中国的烟草成分新功能开发与应用的专利申请量有降低的趋势，但我国有全球最丰富的烟草资源，加强烟草成分新功能开发与应用是必要且可行的。因此，我国需要在烟草成分新应用开发领域加大研发力度，充分利用自身资源的优势，并积极布局国外市场。

我国在烟草成分新功能开发与应用领域的专利申请主要集中在农业领域的肥料和杀虫剂方面，这些领域是低质量专利申请产出最多的方向。我国烟草农业应用领域的创新主体对专利申请应保持理性，尽可能避免无保护价值的专利申请，在专利申请前可进行可专利性评估，避免人力财力资源的浪费。

烟草在生物医药领域的应用是全球烟草成分新功能开发与应用的研发重点、热点，以及高附加值应用方向，我国应进一步加强烟草在生物医药领域的研究，促进烟草产业转型升级以及高质量发展。同时，对于相关的研究成果，要进一步加强高价值专利布局，使相关的技术成果形成有效的保护。