基于社会网络分析法的甜茶应用现状分析

木 希，罗文环，刘佳佳，寻 蜜，胡云扬

（中南大学 化学与化工学院，湖南 长沙 410083）

甜茶作为我国民间的传统茶饮，茶汤甘甜，回味持久，常见种类有广西甜茶（Rubus suavissirnuS.Lee）与木姜叶柯［Lithocarpus litseifolius（Hance）Chun］，主要分布于我国的江西、广西、湖南、安徽等省份［1］。广西甜茶属于蔷薇科，树高1~3 m，喜温暖湿润，其主要甜味来源是甜茶苷（C32H50O13）；木姜叶柯属于壳斗科，树高可达20 m，喜阳光耐旱，主要甜味成分是黄酮类化合物三叶苷（C21H24O10）及根皮苷（C21H24O10）。《全国中草药汇编》记载甜茶具有补肾益气、清热解毒、和胃降逆等功效［2］，现代药理学研究表明，甜茶提取物在抗炎、抗氧化、降血糖、降血脂等方面具有良好效果［3］。目前，国内外学者已从甜茶中检测出氨基酸、维生素、咖啡碱、黄酮类、三萜类等多种活性物质，其中主要成分为黄酮类和三萜类。甜茶中还含有钾、钙、钠、镁等常量元素，其中微量元素锌和硒含量超过一般茶叶标准［4］。2017年，国家卫生和计划生育委员会批准木姜叶柯为10中新食品原料之一［5］，结合乡村振兴战略目标以及我国“十四五”对中医药的规划，甜茶作为一种具有地域特色的中草药具有广阔发展前景。

为了解甜茶应用现状，本研究对甜茶保健品及授权专利进行信息采集，对专利类型、保健功效、配伍关系、有效成分、产品类型等数据内容进行提取分析，从宏观角度把握甜茶产业的发展现状，为进一步推进甜茶产业的转型升级提供理论借鉴与参考。

1 检索方法

1.1 资料来源及条件筛选

截至2023 年2 月28 日，查询中华人民共和国国家市场监督管理局特殊食品监督管理司保健食品注册信息库，并未检索到有关“甜茶”“木姜叶柯”产品的相关信息。在Innojoy专利搜索引擎中使用step检索法，以“甜茶”或“木姜叶柯”为关键词在专利名称以及摘要中检索，去除发明申请，外观设计及国外专利，检索2023 年2 月28 日前的相关专利信息，合并重复信息，剔除不以甜茶作为主体的专利，得到217项专利数据。对出现的术语进行统一，如“甜茶提取物”“甜茶藤”“木姜叶柯”统一为“甜茶”。

1.2 分析方法

以Notepad3、Bibexcel、Gephi作为主要的分析软件［6-7］，通过Notepad3 对数据进行清洗和统一；使用Bibexcel 抓取专利类型、保健功效、配伍关系、有效成分、产品类型等模块信息，进行频次分析，生成共词矩阵；将共现分析结果导入Gephi构建可视化网络图。

2 现状分析

2.1 历年专利授权数量

经检索及整理后共得到217 项授权专利数据，以授权日期为指标，未检索到1999 年前的有关信息，经统计1999~2022年授权的甜茶专利数量共211项（图1）。根据专利授权数量主要划分为3个阶段，1999~2011 年为萌芽期，2012~2019 年为探索期，2020~2022年为发展期。

图1 1999~2022年甜茶授权专利数量Fig.1 The amount of authorized patents for sweet tea from 1999 to 2022

图2 甜茶产品开发的热点方向Fig.2 Hot research area in the development of sweet tea products

萌芽期与甜茶相关的授权专利少于4 项/年，在中国知网中搜索有关甜茶有效成分三叶苷及根皮苷的文章，结果显示相关研究报道最早出现在2006年，随后的5年时间里，有关甜茶活性成分纯化分析和效用研究的文章只有7 篇，此阶段对甜茶的理论研究还不够深入，导致授权专利较少。

探索期甜茶的授权专利呈先增加后减少趋势，且在上升区间存在小幅波动，其中2015 年和2016年获批授权专利数最多，分别为15 项和16 项，2019年减少至5 项。其原因可能为2015 年广西瑶山特大洪灾，2016 年湖南怀化特大洪灾导致甜茶的两个重要产地受到重创减产，产业发展受阻，因发明专利授权期限为18~36 个月，具有滞后性，所以2017~2019年专利授权数量呈下降趋势。

发展期甜茶专利授权数量明显增加，2020 年专利授权数为38项，相较于2019年同比增长660%，随后两年专利授权数量稳定在30 项/年。究其原因，可能是我国于2017年提出乡村振兴战略目标，需要特色农业产业带动乡村经济发展，甜茶作为具有降糖、降血脂、抗氧化等多种生物活性的强适应性速生树种，逐渐成为广西、江西、湖南等地农业发展的重要板块，同年，木姜叶柯被国家卫生和计划生育委员会批准作为10种新食品原料之一，极大提升了甜茶产业化的可行性，推动甜茶理论研究不断深入。自2019 年起，江西省吉安市安福县新闻网、江西省农业厅等多个官方平台开始报道甜茶带动乡村经济发展，让农民脱贫致富的案例，甜茶的社会认可度提升。可以预计未来三年，甜茶相关的授权专利将进一步增加。

2.2 专利授权地域分布

甜茶主要分布在我国大陆，以野生状态分布于长江以南各省区海拔400 m以上的低山密林中，尤以广西、湖南、江西等地资源丰富［8］。根据申请地址统计分析授权地域分布（表1），结果显示，甜茶授权专利数量呈现产地依赖性，主要申请地为广西64个（37.13%）、湖南37 个（17.54%）以及江西34 个（16.11%），其次为重庆11 个（5.21%）、四川8 个（3.80%）、北京8 个（3.80%）。广西作为甜茶的主要产地之一，较早注意到甜茶产业发展，2011~2016 年授权专利数约为湖南的4 倍，江西的14 倍，2017~2022年三省授权专利数目基本一致，维持在30项左右。从广西、江西、湖南三地授权专利的内容来看，三地虽然都为甜茶的主产地，但是对于甜茶产业开发的侧重点略有不同，广西注重甜茶新产品的产品配方研发，占该地授权专利总数的64.06%，江西注重设备研发和育苗育种，占该地授权专利总数的97.10%，湖南则注重甜茶活性物质的提取纯化方法开发，占该地授权专利总数的62.16%。

表1 甜茶授权专利分布Tab.1 Distribution pattern of authorized patents for sweet tea

2.3 授权专利类型与保健功效

根据专利类型进行统计分析，217 项授权专利中与产品开发相关的授权专利99项（45.62%），与设备研发和育苗育种相关的授权专利71项（32.72%），与甜茶活性物质的提取纯化及红茶制备方法开发的授权专利45项（20.74%），与甜茶景观结构建设相关的授权专利1项（0.46%），与甜茶抗糖尿病机制研究方法相关的授权专利1项（0.46%）。

以99项产品开发授权专利为数据源，分析甜茶产品开发的热点方向（图1），甜茶提取物丰富的保健功效及高甜低热的特性，使其在保健领域和甜味剂领域具有独特优势，授权专利数分别为86 项（86.87%）和31项（31.31%）。在甜味剂中，具有保健功能的甜味剂有20 项，一般甜味剂有11 项。据统计86 项甜茶保健品共涉及保健功效12 种，含两种及以上保健功效的产品有68项（85.79%）。

分析甜茶产品的保健功效（表2），抗炎、降血糖、降血脂、降血压和心脏保护为主要保健功效，四项保健功效的频次统计均为15%左右且首次申报时间均早于2004 年；其次为抗菌（12.21%），出现26次；和胃降逆（5.63%）以及抗氧化（5.16%），分别出现12 次和11 次；抗癌、神经保护、减肥功效出现频次较低，均小于2%，首次申报时间在2011 年之后，属于甜茶保健品的新兴功效。

表2 甜茶产品保健功效分布Tab.2 Health benefits of sweet tea products

甜茶产品保健功效的筛选与甜茶提取物中活性物质的理论研究成熟度，同类型产品异质化及法律法规密切相关。甜茶是我国使用历史悠久的茶饮之一［9］，其叶和嫩芽可直接咀嚼吞食，冲泡后茶汤味道甘甜，回味持久，能消暑解渴，口舌生津［10］。甜茶不仅有独特的风味，独特的药用价值也使其区别于其他茶饮，《本草纲目》记载，“气味甘、平，无毒，疗痔，止血及血痢，止渴，活血，利小便。”常用于治疗湿热泻痢，肺热咳嗽，痈疽疮疡，皮肤瘙痒及高血压等症状。在现代研究中人们发现，甜茶在抗炎、降血糖、降血脂、降血压等方面也有良好的效果［11-14］，动物实验表明，甜茶水提物能通过下调C/EBPα（CCAAT/enhancer binding protein α）以及PPARγ（Peroxisome proliferator-activated receptor γ）的表达，降低高脂诱导糖尿病小鼠的血糖和血脂［15］。甜茶中总黄酮能有效抑制四氯化碳诱导的肝损伤小鼠肝组织中TNF-α（Tumor necrosis factorα）和IL-6（Interleukin- 6）的分泌，揭示甜茶具有良好的抗炎效果［16］。此外，甜茶中的黄酮类物质还能有效降低自发性高血压小鼠的血压且对正常小鼠血压没有影响［17］。除已申报的保健功效外，甜茶提取物具有肝脏保护这一潜在功效未被开发利用，有研究表明，甜茶中的主要二氢查尔酮之一根皮素可减轻肝脏组织病理学损伤，并下调ALT（Alaninetransaminase）、AST（Aspartate aminotransferase）、γ -GT（γ -glutamyl transpeptadase）等肝脏损伤指标［18］。

2.4 产品配方

对产品配方成分进行频数统计（表3），结果显示以甜茶为单味药的保健品有27 个（27.27%），2~9味药材构成的复方产品有62 个（62.63%），由10~22味药材构成的复杂复方产品仅有10 个（10.10%）。单方在保健品中占有一定比例，说明甜茶原料茶是甜茶产业的重要一环，侧面反映甜茶保健品附加值有较大提升空间，简单的复方产品更加符合传统中医理论，能够更好发挥保健功效，避免个体差异带来的副作用。截止2022年底，我国保健品市场规模为2 989 亿元，预计2023 年将会达到3 282 亿元［19］，我国保健品消费市场的扩大将会成为甜茶产品的乘势之风，拉动产业转型升级。

表3 甜茶产品配方成分统计Tab.3 Statistics of ingredients in sweet tea products

筛选出现频次大于1的配伍成分进行甜茶保健品配方社会网络关系分析，节点表示配方成分，节点大小表示出现频次，节点位置代表亲疏关系，连线粗细代表成分之间的连接强度（图3）。从整体上看，甜茶占据网络中心，出现99 次，甘草（Glycyrrhiza uralensisFisch.）、山楂（Crataegus pinnatifidaBge.）、菊花（Chrysanthemum morifoliumRamat.）节点与甜茶相邻，配伍的共现频次较高，分别为12 次、10 次、9次。甘草味甘，具有缓急止痛、补脾益气、祛痰止咳、清热解毒的功效［20］，现代药理学研究表明，甘草中的甘草多糖及黄酮、异黄酮类化合物具有抗炎、降血糖、治疗心脑血管疾病、抗菌、抗氧化等功能［21］，与甜茶配伍产生协同作用。山楂味酸微温，具有消食健胃和行气散瘀的功效［22］，现代药理学研究表明，黄酮类化合物和低聚原花青素是山楂中的两种重要活性成分，具有降血压、治疗心脑血管疾病、抗氧化以及降血糖等功能［23］，与甜茶配伍产生协同作用。菊花性凉，味苦、辛，归肝、心经，具有清热、消肿、解毒、疏风散热、泻火平肝的功效［24］，现代药理学研究表明，菊花中的黄酮类化合物、挥发油和绿原酸与药理活性密切相关，赋予菊花抗菌、抗炎、抗氧化、降脂降糖、保肝抗肿瘤等多种功能［25］，与甜茶配伍产生协同作用。配伍关系网络中缘位置的罗汉果［Siraitia grosvenorii（Swingle） C. Jeffrey ex Lu et Z. Y. Zhang］、金银花（Lonicera japonicaThunb.）、三七［Panax notoginseng（Burkill） F. H.Chen ex C. H. Chow］是产业化较为成熟的中药材，可以依托此类药材带动甜茶产业发展；配伍关系网络边缘位置的药材如陈皮（Citrus reticulateBlanco）、生姜（Zingiber officinaleRosc.），有温肺化痰功效［26］，与甜茶配伍能生成具有多种功效的产品，今后可能成为发展新路径向网络中心点移动。

图3 甜茶产品配伍关系网络Fig. 3 Compatibility relationship network of sweet tea products

2.5 有效成分

对甜茶授权专利中涉及的有效成分进行频次统计，分别为甜茶苷（含甜茶素）33 次，甜茶多酚（含黄酮类化合物、鞣花酸）27 次，熊果酸2 次，维生素C 1 次，甜茶多糖1 次。广西甜茶属于蔷薇科，主要甜味来源是甜茶苷（甜茶素），其甜度是蔗糖甜度的300 倍，热量低且具有降血糖、降血脂等药理活性［27］。木姜叶柯属于壳斗科，主要甜味成分是黄酮类化合物三叶苷及根皮苷，其甜味高，热量小［28］，是目前研究报道最多的单体成分，具有多种活性，干叶含量可高达31.62%［29］。三叶苷和根皮苷在降血糖方面具有协同作用，三叶苷通过抑制α-淀粉酶及α-葡萄糖苷活性改善血糖水平［30］，根皮苷对糖尿病大鼠的高血糖及高血脂症有治疗作用，推测其机制可能与抑制mTOR（Mammalian target of rapamycin）/SREBP-1c（Sterol regulatory element-binding protein-1c）信号通路表达有关［31］。在抗氧化作用方面，DPPH 自由基清除率实验发现，三叶苷的抗氧化能力优于根皮苷，且与维生素C相近［32］。在抗炎方面，三叶苷可以减少脂多糖诱导的炎症小鼠血清及肝脏组织中TNF-α和IL-6炎症因子的分泌［33］，根皮苷同样显示出体内抗炎活性，在高脂饮食喂养的小鼠中，根皮素可以降低血清和脂肪组织中的MCP-1（Monocyte chemotactic protein-1）、肿瘤坏死因子TNF-α、IL-1 和IL-6 水平的升高［34］。黄酮类化合物是甜茶的主要活性物质，与甜茶配伍频次高的甘草、山楂和菊花主要活性成分也是黄酮类化合物，因此产品开发中黄酮类化合物依旧是一个主要指标。2020 年我国发布了《保健食品理化及卫生指标检验与评价技术指导原则（2020 年版）》，对保健品功效成分、违禁成分及溶剂残留测定作出规定，相应保健功能类别产品的功能试验样品注册检验要求，应当符合2020版指导原则中的相关规定。

2.6 产品类型

分析现有的99 项授权产品类型（如图4），饮料（含固体饮料）、袋泡茶占比最高，分别占35.35%和20.20%，其生产工序的简易性及使用的便携性使得市场推广率好，消费者接受程度高，目前依旧是茶饮的主流销售方式。其次是结合甜茶的甜味及保健功能开发的面包、糕点及糖果（16.16%）、药品（13.13%）。近年来，除了常见的降三高、抗炎功效外，甜茶在美容护肤、防龋齿等方面的功效被逐渐挖掘，并依此开发了一系列护肤水、牙膏等日用品，今后或将成为甜茶的另一个赛道。

图4 甜茶授权产品类型Fig.4 Product types of authorized patent for sweat tea

3 前景展望

甜茶作为我国历史悠久的茶饮，味甘性凉，古籍记载有治疗湿热泻痢，肺热咳嗽，痈疽疮疡，皮肤瘙痒作用，现代药理学研究表明甜茶在抗炎、降三高、抗菌、抗氧化等方面表现出良好效果，其药理活性与黄酮类化合物密切相关。本研究通过检索中国专利数据库及国家市场监督管理局特殊食品监督管理司保健食品注册信息库，对甜茶产品信息、授权专利进行收集，整理专利类型、保健功效、配伍关系、有效成分、产品类型等数据，采用社会网络分析法解析甜茶产品的配伍药品，分析目前甜茶应用现状，对甜茶产业下一步转型升级提供一定的理论借鉴与价值参考。

结果表明，甜茶作为具有地域特色的别样茶，随着政府推广、高校助研、企业注力，已逐渐从当地民间传统茶饮的身份中挣脱出来，走进大众视野，自2011 年起，甜茶授权专利呈增长态势。目前，甜茶授权专利仍集中于江西、广西、湖南等地区，呈现明显的产地依赖性，北京、四川等高校密集地域对甜茶的潜在价值及产品配方研发具有较高关注度。从授权专利的内容来看，产品配方研发占授权专利的45.62%，申报机构多为科研院所；设备研发及育苗育种占授权专利的32.72%，甜茶活性物质的提取纯化及红茶制备方法开发占授权专利的20.74%，上述两类授权专利的申请机构均以企业为主。在保健功效开发应用方面，以抗炎、降血糖、降血脂为主，近年来减肥、抗癌、神经保护等新兴功能逐渐出现。黄酮类化合物是甜茶的主要活性物质，其中研究最广泛泛的单体化合物是三叶苷和根皮苷。基于社会网络分析法对甜茶配伍药材进行分析，甘草、山楂、菊花等药材因为富含黄酮类物质，具有抗炎、降血糖、降血脂等协同功效，从而与甜茶呈现高共现频次。从产品成熟度来看，并未查询到甜茶相关保健品注册信息，且产品配方研发类授权专利中单方原料茶约占30%，袋泡茶及固体饮料仍是主要的产品类型。由此可以分析出，经过近20 年的发展，甜茶产业仍集中于上游原料阶段，2020 年攀枝花市农业农村局对《关于重视攀西野生生物甜茶开发利用的建议》（第19 号提案）做出答复，指出目前多家大学及科研机构都对甜茶进行过技术总结，种植方式及加工工艺较为成熟，获得技术支撑不难，但是由于甜茶市场并未打开，经济效益不突出，产业链条难以形成。下一步，企业及科研院校应在甜茶袋泡茶和活性成分单体纯化的基础上，抓住甜茶的甜味及富含黄酮类物质两大特点，开发受众广的新型食品、日用品等更具有附加值的产品，让新产品开拓新赛道，刺激产生新的消费模式，进而促进产业迭代升级，未来研究方向主要集中于以下几个方面。

3.1 深入研究有效成分产生药理作用的分子机制

目前针对甜茶抗炎、降糖、抗氧化等功效的动物实验模型停留在小鼠阶段，并未正真走上临床。有研究表明，发酵后的甜茶总黄酮、三叶苷以及根皮苷都有不同程度的降低，但是其降血糖和抗氧化能力显著优于发酵前［35］，同时，研究最广泛的单体活性物质三叶苷及根皮苷的体内代谢途径也鲜有报道。因此，甜茶活性成分产生药理作用的分子机制研究，将会进一步拓宽甜茶在医药领域的应用。

3.2 功效挖掘及配伍优化

本研究通过社会网络分析法筛选出功能协同核心药对如甘草-甜茶、山楂-甜茶、菊花-甜茶等，以及潜在功能互补药对丹参（Salvia miltiorrhizaBunge）-沙参（Adenophora strictaMiq.）-甜茶、生姜-陈皮-甜茶等。下一步可以针对现代人群较为常见的睡眠不佳、精神不振、疲乏无力等亚健康状况，结合甜茶的神经保护功能进行相关药对配方发掘，近年来，利用数据挖掘手段揭示中药配伍规律及核心药对组合的研究已较为成熟，可进一步深入到药对的量效关系研究［36］。

3.3 打开甜茶市场，拓宽营销思路

甜茶种质之间的不同导致活性成分含量差异较大，三叶苷含量差异最高可达7倍［37］，优质品种的培育和筛选能有效促进甜茶产业的标准化，打响入市第一枪，极大提升消费者对新产品的认可度，进而增加甜茶经济效益。此外，在后疫情时代的背景下，消费者健康意识逐渐提升，“银发一族”和年轻一代将是保健品行业增长的主要驱动人群［19］，年轻一代涌入保健品消费市场，将促使保健品产品模式升级，除传统袋泡茶外，应积极开拓多种产品如低热且富含保健功效的蛋糕点心、奶茶饮料以及防龋齿牙膏、美白抗氧化护肤品等，打通线上线下宣传双通道，以新产品形式刺激消费促进发展。

2022 年，国务院办公厅印发《“十四五”中医药发展规划》，规划了中医药高质量发展的新思路和重点任务，彰显国家在推动中医药发展的决心。综上所述，现阶段需要以中药理论为基础，以现代科研技术为手段，以市场需求为导向，产学研联动开拓新产线增加甜茶产品附加值，带动甜茶产业发展，进而助力乡村振兴，扎实推进中国式现代化建设。