酱油又叫豉油,是一种传统发酵调味品,其起源可追溯到我国的周朝时期,距今已有超过2500年的历史,是中华传统发酵食品的重要代表。酱油在我国居民的日常生活以及食品工业中均扮演着极为重要的角色,也是东南亚各国饮食文化的重要代表。随着近年来欧美等国家的酱油消费量逐年增长,源自中国的酱油已经成为世界化的大宗调味品,年产量达到1000多万吨。
酱油主要是利用大豆/豆粕和小麦/麸皮等碳源、氮源,经过制曲、发酵等过程产生多种氨基酸、有机酸、酯类等风味物质而形成独特酱香味的日常调味品。经过酿造工艺、微生物菌种方面的改良,逐步发展成为现代的以高盐稀态发酵工艺为主的酿造酱油,并以老抽、生抽、鲜味酱油、低盐酱油等系列产品为主要的市场产品类型。随着酱油产业技术创新的不断发展,消费者对于酿造酱油提出了更高的要求,不仅要求色香味兼具,也更加注重绿色健康,相应的新技术方法因此不断得到应用,包括微生物的育种筛选、酶制剂应用、多菌种发酵、制曲技术以及减盐酱油、功能性酱油的生产方法等,大大提高了酱油产品的质量风味和营养,满足了人们的各种需求。
本文从专利数据、专利技术等角度,对国内外酱油产业的专利申请情况和技术发展脉络进行了系统的分析和研究,以期为相关食品企业的研发方向和专利布局提供有价值的参考,从而提高食品企业酱油产品的核心竞争力。
一、专利数据来源及检索
本研究使用IncoPat专利数据库,以酱油、老抽、生抽、味极鲜等中英文为关键词,结合食品领域与酱油制备加工的相关IPC国际分类号A23L27/50、A23L1/238进行检索,收集公开日早于2024年5月1日的发明专利文献,经过人工标引去噪后共获得与酱油生产加工产品相关的专利申请3800项。在此基础上,再按照申请发展态势、主要来源国、申请人、运营情况、专利技术分布分类等进行分析。
二、酱油领域专利申请现状分析
(一)专利申请发展趋势分析
全球第一件酱油相关的专利申请出现在1907年,是一件法国专利申请,涉及大豆酿造酱油的装置。全球第一件酱油酿造技术相关的专利申请出现在1917年,是一件美国专利申请,涉及将大豆、焙烤谷物、盐、水和曲混合在一起后发酵,最后在高真空和低温下使其干燥,制成酱油粉。《中华人民共和国专利法》于1985年开始实施,我国第一件酱油领域的相关发明申请即出现在1985年,是有关制作调味酱油的新方法,以花生麸为原料,用盐酸加热分解花生麸,从而得到味道香醇的酱油。这表明酱油酿造作为一项传统发酵工艺,国内外均较早进行了专利的保护。
数据显示,酱油领域的全球申请量在20世纪70年代之前不足10件,70年代后期开始以每年两位数的趋势增加申请量;1993-2011年,专利年申请量处于平稳增长态势;2012年以后,全球年申请量突破100件,进入迅猛发展期,并在2017年达到年申请量303件的最高峰。我国酱油领域的专利申请量与全球申请量的发展趋势相似,由20世纪八九十年代在全球占比不到一半,慢慢发展到近十年在全球占比70%-80%甚至更多,在2017年时达到267件的最高峰。我国在近年成为引领酱油领域技术发展的主要国家,酱油领域的科技发展水平和专利申请量均取得了突飞猛进的发展。
(二)专利技术来源国家地区分析
尽管全球第一件酱油酿造技术相关的专利申请出现在美国,但是中国、日本和韩国近年来始终位居申请量前三位,特别是中国,申请量达到2536件,占比67%,占据酱油领域全球三分之二的专利申请量;日本和韩国加起来的申请量为1181件,占比30%。由此可见,酱油领域的主要研发国家集中在东亚地区,这与酱油在东亚地区饮食文化中占有的重要地位密不可分。根据中国专利申请地域分布进一步分析中国各省市酱油产业专利的分布情况可以知道,国内各省份的酱油专利申请量分布极为不均衡,申请量最大的是广东省,达到382件,占比10%;山东省和江苏省的申请量紧随其后,分别为344件和285件。申请量前七名中仅山东是北方省份,可见全国酱油领域的研发主要集中在南方地区,这不仅与各地的饮食习惯相关,也反映了广东、山东和江苏等大省更加注重技术研发及专利布局。
(三)专利申请人分析
通过对酱油领域全球专利不同申请人的申请量进行排序可以得出酱油领域专利申请量排名前十的申请人,其中,日本知名酱油公司龟甲万株式会社申请128件,高居全球榜首;全球排名第二、国内排名第一的是佛山海天调味食品有限公司,申请76件;广东美味鲜调味食品有限公司申请44件,排名第三。数据显示,酱油技术领域主要申请人大部分是企业,仅前十名的申请人中就有八家企业,其中龟甲万和山字牌酱油是两家日本企业,其余六家均为中国企业,仅有华南理工大学和江南大学两所高校,这反映了酱油产业具有比较强的市场应用属性,吸引了大量的企业投入研发并进行专利布局。在排名前十的申请人中,海天、美味鲜、李锦记、千禾、厨邦等企业也均常年占据国内酱油品牌排名前十,反映了酱油品牌指数与专利申请布局具有密不可分的关系。
下面进一步分析酱油产业专利申请排名前两位的重要申请人。排名全球第一的龟甲万株式会社创立于1917年,已有百余年历史,其第一件酱油领域专利申请出现在1979年,涉及压缩未精制的酱油的方法和装置。多年来,龟甲万的专利申请趋势并未有明显的快速增长,每年的申请量基本都在10件以下,早期申请的技术主要注重降低工艺复杂性、提高风味,近年来重点关注低盐酱油、无盐酱油等降低酱油中盐浓度的技术。国内排名第一的佛山海天调味食品有限公司是“中华老字号”企业之一,其第一件酱油领域专利申请出现在2008年,涉及防治酱油制曲中青霉污染的方法,于2012年获得授权。海天酱油申请的76件专利授权了42件,授权率超过55%,专利授权后维持有效率也很高,其中41件均维持有效,表明海天酱油的专利申请质量较高且维护很好。2008-2009年,海天酱油的申请主要关注提高鲜味、酱香和固有香气等风味香气改善方面,近年也和龟甲万一样关注低盐酱油,还注重原料利用率和酱油稳定性的提高,例如采用膨化面粉制备白酱油、提高酱油种曲的孢子数等技术,不仅降低了生产成本,还提高了生产效率。
(四)专利运营情况分析
酱油产业相关专利的运营情况能够在一定程度上显示出在酱油领域相关专利所发挥的作用。酱油产业相关专利的整体运营程度较高,以专利转让为主,达到190件,质押数量高于许可数量。许可的专利中技术含量较高的多为高校的申请,例如江南大学的一种快速酱油二次沉淀蛋白的制备方法,针对酱油在储存和销售过程中的沉淀问题进行了研究,利用超声、预冷、离心、透析、真空冷冻干燥等技术结合诱导酱油中的二次沉淀蛋白快速形成沉淀,避免引入有机溶剂、铵盐等非蛋白成分。酱油领域有17件专利申请提起了诉讼请求,其中8件为龟甲万株式会社的申请,涉及粉末酱油和调味酱油等技术,主要集中在近十年;16件在驳回后提出了复审请求,有2件提出无效的专利,均涉及多层酱油制曲塔的装置。酱油领域专利的主要申请人类型为企业,相关专利的转让人也以企业为主;主要高校创新主体华南理工大学和江南大学分别仅转让了2件和4件专利申请,主要涉及酱油二次沉淀蛋白的方法、具有高蛋白转化率和利用率的酱油生产方法和提高酱油风味的方法。这表明国内高校的科技成果转化率还有待进一步提高,除了提高知识产权保护意识、提高研发和申请专利的热情以外,还需要通过专利运营平台将更多的知识产权成果进行转化,加强高校科研院所与企业之间的合作,提高科技成果转化率,充分发挥专利的价值。
(五)关键技术分析
通过对国内外的酱油生产加工相关专利技术进行统计分析发现,各食品企业申请的关键技术主要涉及酱油的多菌种酿造、酱油风味改进以及低盐酱油、零添加酱油的生产等方面。
酱油是通过微生物的发酵作用,将大豆/豆粕、小麦/麸皮等原料中的淀粉、蛋白转化为氨基酸和糖类,从而产生特有风味,而上述发酵过程都需要微生物或者其合成的酶参与。因此,多菌种制曲/发酵对于改善酱油风味、提高原料利用率具有重要作用。湖北工业大学的专利(CN103907897B)涉及一种多菌种制曲的酱油,采用模拟天然酿造酱油多菌种的制曲过程,以酵母、乳酸菌与复合米曲霉共同制曲,通过制曲过程中三种酿造微生物的协同共生作用,为酱油发酵阶段提供优选的风味微生物,从而增强酱油产品的风味。
酱油作为日常调味品,是人体摄入食盐的重要途径之一,随着“三减”行动的开展,国家和行业层面都对减盐酱油的生产提出了要求。《“健康中国2030”规划纲要》《国民营养计划(2017-2030年)》明确提出,到2030年全国人均每日食盐摄入量降低20%;《中国食品工业减盐指南(2019年)》对于酱油的减盐目标是,酱油中钠含量由2016年的6536mg/100g下降至2030年的5230mg/100g。佛山海天调味食品有限公司在低盐酱油领域进行了深入的研究和布局,提出了直接通过常温发酵得到低盐酱油的制备方法(CN101491325B)。这一方法的基本构思是通过液态发酵法制备酱油复合发酵液,将盐水与常规酱油曲料混合进行常温固态发酵,然后加入酱油复合发酵液进行低盐稀态发酵,熟成后分离过滤得到高品质的低盐酱油。
另外,随着食品安全的深化发展以及绿色简约的社会潮流的盛行,零添加酱油也将成为新的调味品研究热点。禾千味业食品股份有限公司在零添加酱油领域具有良好的研究基础和专利布局,其产品也以零添加为主要特点,如研发了一种低糖零添加酱油的酿造方法(CN112914081B),通过在原料预处理环节加入酶制剂对淀粉酶解、发酵工艺结束后进行升温处理,对酱油原油进行包埋混合菌剂等方面进行改进,能够大大降低酱油中的总糖含量,使其控制在较低水平,实现了低糖酱油的生产,同时所产酱油富含丰富的氨基酸态氮,鲜味浓郁、滋味鲜美、体态红亮,能够极大满足消费者的需求。
综上所述,本文从专利数据及专利技术角度,对酱油加工生产技术开展研究,得出以下结论:全球酱油加工生产技术呈现集中化分布特点,以中国、日本、韩国为主要的技术产出国。中国在酱油领域的研发和专利申请情况处于领先地位,但是日本在高端酱油产品领域占据大部分的市场份额,其产品品类多、外观品质高,导致国产酱油产品的价格明显低于进口酱油。因此,我国在高品质酱油研发领域仍然需要进行深入研究,为传统的酿造技术赋予现代化科技力量,使得发酵过程可控,并有机结合高品质的酿造工艺和微生物发酵技术优势,在提升酱油品质的同时,研发健康、低盐、零添加的产品,这也是未来我国酱油产业高质量发展的重要方向。
作者简介:姚宇博(1987-),男,助理研究员、专利审查员,硕士研究生,研究方向为食品领域专利审查。