基于PatentStrategies的變性淀粉專利技術分析

張芹，武國慶

（1.中國石油大學（北京）石油情報研究中心，北京102249；2.中糧營養健康研究院，北京102209）

基于PatentStrategies的變性淀粉專利技術分析

張芹1，武國慶2

（1.中國石油大學（北京）石油情報研究中心，北京102249；2.中糧營養健康研究院，北京102209）

變性淀粉以其良好的適應性應用于食品、造紙、紡織、醫藥、輕工業、建材、石油、生物工程等行業，近年來受到越來越多的研究者的關注。基于PatentStrategies專利分析系統，對全球和中國變性淀粉專利技術進行專利授權、布局、技術來源、競爭力、IPC分類等角度的分析，在挖掘該研究領域核心專利的基礎上，進一步分析變性淀粉領域的核心專利情況。該分析可為變性淀粉企業及研發人員提供重要參考。

變性淀粉；PatentStrategies；專利；技術分析

淀粉是植物經過光合作用產生的天然高分子化合物，是僅次于纖維素的第二大可再生資源，是重要的綠色化工基礎原料。天然淀粉普遍存在溶解性差、分散性查、成膜性差、易老化及膠溶穩定性差等缺點，嚴重制約著其在各行各業中的應用。為了改進天然淀粉的性能，擴大其應用范圍，利用化學、物理、酶法或復合改性處理方法，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和顆粒性質，使其更適用于一定行業應用的要求。這種經過二次加工，改變性質的淀粉統稱為變性淀粉，廣泛用于造紙、紡織、食品、醫藥、輕工業、建材、石油、生物工程等行業[1,2]。變性淀粉的品種、規格已達兩千多種。按處理方式可分為物理變性淀粉、化學變性淀粉、酶法變性淀粉及復合變性淀粉四大類。隨著對變性淀粉的功能性要求越來越高，對變性淀粉的研究也日益增多。

專利是一種特殊的文獻類型，在科技研發領域發揮著重要的作用，對相關研究領域的專利進行分析，可以深入挖掘該領域的整體發展趨勢、主要研究機構、核心技術及地域分布。專利分析可以為科技創新、知識產權保護提供重要依據。目前越來越多的研究者對相關行業的專利進行分析，研究其發展戰略和創新情況[3-6]。童丹[7,8]分析了國內變性淀粉的研究進展，指出企業是變性淀粉專利技術最多的單位，變性淀粉應用最多的學科領域是化學和有機化工。

1 數據來源與分析方法

本研究數據來自LexisNexis公司的全球專利大數據分析系統PatentStrategies，該系統將全球近九千萬件專利與財務、訴訟、市場和關鍵業務數據關聯，包含了102個專利局，100多個數據來源并及時更新。本研究采用標題和摘要檢索，檢索式為@(title,abstract)("modif*starch*"or"denatur* starch*")，檢索日期為2017年1月19日。檢索所得關于變性淀粉專利9987件，選擇專利狀態為有效，剔除失效專利，得到3862件，作為本次分析的原始數據，采用系統分析工具進行結果統計與分析。

2 全球變性淀粉專利分析

2.1 專利發展情況

檢索所得3 862條專利分布在1998-2017年度范圍內，其中2017年美國授權專利1件，其他國家3件。由于檢索日期為2017年年初，因此2017年的數據不列入圖中，中國、日本及美國的授權專利數量隨年度的變化情況如圖1所示。由圖1可見，三國的授權專利數量呈不斷增長趨勢，但是美國與日本增長趨勢較緩，中國的增長趨勢較強，在2016年達到了峰值，且自2011年開始我國的變性淀粉授權專利數量呈大幅增加趨勢。

圖1 中國、日本及美國授權專利隨年度變化情況Fig.1 Annual distribution of grants patents from China, Japan and USA

2.2 專利全球布局情況

專利發明人所在地的全球分布情況如圖2所示。變性淀粉專利數量排名前五位的國家分別為：中國（2 221件）、美國（375件）、日本（358件）、德國（200件）、韓國（128件）。由此分布可以看出，中國、美國、日本、德國和韓國的發明人主導了變性淀粉技術研究領域，我國作為農業大國，是變性淀粉技術的主導國。

專利權人申請專利保護的國家或地區分布(Source Jurisdiction)情況如圖3所示。由圖3可見，中國的專利權數量比中國發明人申請的專利數量多，這說明有其他國家的發明人在中國地區申請專利，各國均加強了在華專利保護，對我國的技術發展形成了嚴重的壁壘。日本的情況與中國相同，而美國和德國的專利數量遠少于美國人與德國人的申請人專利數量，這說明了美國與德國均注重專利在全球的技術保護。

2.3 專利IPC分布情況

國際專利分類號（International Patent Classification,IPC）是目前全球常用的專利文獻的技術分類方法之一，也是目前唯一國際通用的專利文獻分類方法。通過統計相關領域的專利的國際專利分類號，可以了解該領域專利的技術分布情況。

圖2 發明人所在地全球分布情況Fig.2 Global distribution of inventor location

圖3 專利申請地區全球分布情況Fig.3 Global distribution of patents per source jurisdiction

本次檢索所得的關于變性淀粉技術的3 862條有效專利的前10位IPC分類情況如表1所示。

表1 變性淀粉專利前十位IPC分布表Table1 Distribution of top 10 IP classifications of modified starch related patents

由表1可見，關于變性淀粉的專利集中在A部（人類生活必需）、和C部（化學，冶金），A23L 1/00、C08B 31/00、C08L 3/00、A61K 9/00領域的專利數量均超過了100件，可認為是變性淀粉的關鍵和熱點技術領域，代表著變性淀粉的未來發展趨勢。值得注意的是關于A61K 9/00（以特殊物理形狀為特征的醫藥配制品）領域的專利全美訴訟次數高達1058次，這也說明了關于變性淀粉在醫藥類的應用涉及的專利糾紛最高。此IPC分布表可為科研人員確定研發方向及規劃科學研究方案提供參考。

2.4 專利權人競爭力分析

專利權人的競爭力分析圖可以直觀的顯示出專利權人之間的技術和綜合實力差距，本次檢索所得專利權人競爭力分析如圖4所示。圖中的橫坐標由專利比重、專利分類及專利被引決定，表示專利的綜合技術指標，橫坐標越大說明技術水平越強；縱坐標由專利權人收入、國家分布及專利訴訟情況決定，表示了專利的綜合實力，縱坐標越大說明專利權人的綜合實力越強大；氣泡的大小表示專利的數量多少，氣泡越大則專利越多。將專利權人競爭力分析圖分為四個部分，分別為A、B、C、D，其中A區域表示同時具有較強的技術實力和綜合實力的專利權人，B區域表示綜合實力較強但技術水平欠缺的專利權人，C區域表示技術實力較強但是綜合實力欠缺的專利權人，D區域表示技術實力和綜合實力均欠缺的專利權人。

圖4 變性淀粉專利權人競爭力分析圖Fig.4 Competitineness analysis of modified starch patentees

由圖4可見，拜耳公司作為一枝獨秀位于AC區域，且由氣泡大小可以看出，拜耳是專利數量最多的專利權人，這說明在變性淀粉的技術創新領域，拜耳起到了領頭羊的作用。在代表綜合實力的B區域，依次分布著嘉吉公司、雀巢和巴斯夫。其中嘉吉公司是綜合實力最強的專利權人，該公司是一家從事生產和經營食品、農業、金融和工業產品及服務的多元化跨國企業集團，嘉吉致力于通過提高農產品生產、加工、分銷和貿易環節的效率和附加值，實現農業可持續發展和食品安全供應，其在淀粉及淀粉糖領域主要產品包括：玉米淀粉、高果糖漿、葡萄糖漿、麥芽糖漿、麥芽糊精、噴霧干燥淀粉糖、一水結晶葡萄糖和工業淀粉等[9]。我國的華南理工大學、中國農業科學院農業食品科技學院、江西博大化工有限公司、安徽凱利糧油食品有限公司、合肥康齡養生科技有限公司均位于技術與綜合實力較弱的D區域，這也說明我國的變性淀粉領域專利數量雖然較多，但是技術水平及綜合實力卻相對較弱，我國的企業和科研單位及個人均應引起足夠的重視，致力于更高技術水平和綜合實力的專利開發工作，力爭改變現在的技術弱后的局面，這樣才能真正做到科技強國。

2.5 專利技術點分析

通過對檢索所得的專利進行文本聚類，可以獲得專利的核心技術點。文本聚類是基于文件間的某種聯系或者相關性對文件進行有效組織、摘要和導航，從而使得相近的對象盡可能的聚合在一類的分析方法。本次檢索所得專利的文本聚類圖如圖5所示。由圖5可見，關于變性淀粉專利技術主要分布于以下幾方面：原材料（涂層材料、白砂糖、甘薯等）、涂料組分（食品產品、薄膜包衣、水溶性涂料、纖維素羧甲醚穩定劑）、淀粉衍生物、膠劑（復合變性淀粉、紡織漿料、薄膜包衣）、中間品（產物、淀粉膠粘劑、淀粉漿、工藝領域）。

圖5 變性淀粉專利文本聚類圖Fig.5 Text clusters of patents related to modified starch

3 變性淀粉核心專利分析

專利強度是專利價值分析的綜合指標之一，專利強度由專利權利要求數量、引用與被引次數、訴訟次數、時間跨度及同族專利數量等因素決定，專利強度的大小可以直接映射該專利的價值。通常將專利強度為8～10的專利劃分為核心專利，本次檢索專利中關于變性淀粉的核心專利共有90件，其專利權人申請專利保護的國家或地區分布如圖6所示。關于變性淀粉的核心專利集中在美國、中國、歐專局、日本和加拿大，其中美國的核心專利數量為70件，說明關于變性淀粉的核心專利集中在美國。

關于變性淀粉的核心專利的專利權人競爭力分析圖如圖7所示。由圖7可見，拜耳公司位于C區域最右側，是技術實力最強的公司，同時該公司也是核心專利數量最多的公司，擁有12件核心專利[10-21]。技術實力其次的是寶潔公司，擁有9個核心專利。位于B區域的是巴菲特旗下的伯克希爾哈撒韋公司，該公司旗下的路博潤公司擁有一個核心專利（US6365140，變性淀粉溶液及其在個人護理中的應用），憑借這一個專利該公司成為綜合實力最強的專利權人。

變性淀粉核心專利的文本聚類如圖8所示。由圖8可見，變性淀粉核心專利技術分布集中在：淀粉材料（止血材料、交聯、凝膠）、淀粉衍生物（化學變性淀粉、淀粉產物、交聯劑、成膜特性、酶水解產物）、植物細胞和植物等。

圖6 核心專利申請地區全球分布情況Fig.6 Global distribution of core patents per source jurisdiction

圖7 變性淀粉核心專利權人競爭力分析圖Fig.7 Competitineness analysis of patentees of core patents related to modified starch

圖8 變性淀粉核心專利文本聚類圖Fig.8 Text clusters of core patents related to modified starch

4 我國變性淀粉專利分析

根據專利地區劃分，選擇來源地區為中國的專利進行分析，其中申請專利1 384件，授權專利908件，合計2 292件。2 292件中國專利的專利權人競爭力分析圖如圖9所示，由圖9可見，我國變性淀粉專利技術實力較強的專利權人為科研院校（華南理工大學、中國農業科學院農業食品科技學院），而綜合實力較強的專利權人集中在中國石油化工股份有限公司和中國石油天然氣集團公司。其他企業和科研院校則位于實力相對較弱的區域。

2 292件專利中共包含核心專利10件，列于表2。由表2可見，中國的變性淀粉核心專利大多掌握在外國企業之中，且多集中于醫療健康行業，其中荷蘭皇家帝斯曼集團擁有3個核心專利，美國淀粉醫療公司擁有兩個核心專利。

圖9 中國變性淀粉專利權人競爭力分析圖Fig.9 Competitineness analysis of patentees of Chinese patents related to modified starch

5 結論

本文基于LexisNexis公司的全球專利大數據分析系統PatentStrategies，對全球和中國變性淀粉專利技術進行專利授權、布局、技術來源、競爭力及IPC分類等角度的全面分析，并針對變性淀粉領域的核心專利進行了深入分析。分析結果表明：

（1）關于變性淀粉的3 862條有效專利分布在1998-2017年，中國、日本和美國是專利數量較多的國家，其授權專利數量隨著時間的推移呈增加趨勢，中國的增長趨勢較強，在2016年達到了峰值。中國、美國、日本、德國和韓國的發明人主導了變性淀粉技術研究領域。通過對專利權人申請專利保護的國家或地區分布分析，發現各國注重在華專利保護，且美國與德國均非常注重其專利在全球的技術保護，這也是我國企業和研發人員需要注意的一點。

（2）通過對專利的國際專利分類號的分析得出，關于變性淀粉的專利主要集中在A23L 1/00（食品或食料；變性淀粉的制備或處理）、C08B 31/00（淀粉化學衍生物的制備）、C08L 3/00（淀粉、直鏈淀粉或支鏈淀粉或它們的衍生物或降解產物的組合物）、A61K 9/00（以特殊物理性狀為特征的醫藥配制品）等領域，而其在醫藥領域的專利涉及的糾紛最高，IPC分析可以為科研人員提供研發方向和研究方案參考。

表2 中國變性淀粉核心專利列表Table2 Tables of Chinese core patents related to modified starch

（3）通過對專利權人競爭力分析得出拜耳公司是變性淀粉領域專利數量最多、技術實力最強的專利權人，嘉吉公司是綜合實力最強的專利權人。我國的變性淀粉領域專利數量雖然較多，但是技術水平及綜合實力卻相對較弱，我國的企業和科研單位及個人均應引起足夠的重視，致力于更高技術水平和綜合實力的專利開發工作，力爭改變現在的技術弱后的局面，這樣才能真正做到科技強國。

（4）通過對專利的文本聚類進行分析得出，變性淀粉專利技術主要分布于以下幾方面：原材料（涂層材料、白砂糖、甘薯等）、涂料組分（食品產品、薄膜包衣、水性涂料、纖維素羧甲醚穩定劑）、淀粉衍生物、膠劑（復合變性淀粉、紡織漿料、薄膜包衣）、中間品（產物、淀粉膠粘劑、淀粉漿、工藝領域）。

（5）通過對變性淀粉專利進行強度分析，得出90件核心專利，主要分布在美國、中國、歐專局、日本和加拿大，其中70件集中在美國。通過對核心專利的專利權人競爭力進行分析得出拜耳公司是擁有核心專利最多的專利權人，且是技術力最強的專利權人，而巴菲特旗下的伯克希爾哈撒韋公司是綜合實力最強的專利權人。通過文本聚類分析得出變性淀粉核心專利技術分布集中在：淀粉材料（止血材料、交聯、凝膠）、淀粉衍生物（化學變性淀粉、淀粉產物、交聯劑、成膜特性、酶水解產物）、植物細胞和植物等。

（6）通過對我國專利分析得出，我國變性淀粉專利技術實力較強的專利權人為科研院校（華南理工大學、中國農業科學院農業食品科技學院），而綜合實力較強的專利權人集中在中國石油化工股份有限公司和中國石油天然氣集團公司。2292件中國專利中共包含的10件核心專利，大多掌握在外國企業之中，且多集中于醫療健康行業。

［1］白速逸,吳素芬,張香香,王樹林,王立巧.變性淀粉在食品工業中的應用[J].糧食與食品工業,2006,1:27-29.

［2］何日梅,李庭龍,韋榕柳,等.淀粉改性方法及應用研究進展[J].現代化工，2014,34(12):25-28.

［3］張群,張柏秋.燃料電池車專利情報研究—基于Innography專利分析平臺[J].情報雜志,2014,33(9):38-43.

［4］李志瑞,張忠營,張全,等.我國纖維素乙醇生產技術的專利研究近況[J].當代化工，2016,45(9):2256-2259.

［5］沙建超,羅勇,趙蘊華,等.石墨烯透明導電薄膜技術的專利分析[J].化工新型材料,2014,42(9):16-18.

［6］黎東維.國內頁巖氣開采裝備專利發展趨勢分析[J].當代化工，2016,45(6):1308-1311.

［7］童丹,韓黎明.國內變性淀粉研究進展—基于專利技術的文獻學分析[J].中國馬鈴薯,2015,29(5):307-310.

［8］童丹.國內變性淀粉專利技術的文獻學分析[J].天津農業科學, 2015,21(4):136-139.

［9］Cargill．[EB/OL].http://www.cargill.com.cn/zh/products/food-ingre dients/starches-sweetener/index.jsp,2017,01,19.

［10］Bayer Cropscience Ag.Nucleic acid molecules from maize and th eir use for the production of modified starch:USA,US7186898[P]. 2007-03-06.

［11］Bayer Intellectual Property Gmbh.Plants with increased activity of multiple starch phosphorylating enzymes:USA,US7932436[P]. 2011-04-26.

［12］Bayer Cropscience Ag.Nucleic acid molecules from rice and their use for the production of modified starch:USA,US6521816[P]. 2003-02-18.

［13］Bayer Intellectual Property Gmbh.Plants synthesizing a modified starch, the generation of the plants,their use,and the modified starch:USA, US6596928[P].2003-07-22.

［14］Bayer Intellectual Property Gmbh.Plants with reduced activity of a starch phosphorylating enzyme:USA,US7919682[P].2011-04-05.

［15］Bayer Intellectual Property Gmbh.Plants with increased activity of a starch phosphorylating enzyme:USA,US7772463[P].2010-08-10.

［16］Bayer Cropscience Ag.Transgenic plants with a modified activity of a plastidialadp/atp translocator:USA,US6891088[P].2005-05-10.

［17］Bayer Intellectual Property Gmbh.Nucleic acid molecules from plants encoding enzymes which participate in starch synthesis:USA, US6590141[P].2003-07-08.

［18］Bayer Intellectual Property Gmbh.Plants synthesizing a modified starch, a process for the generation of the plants,their use,and the modified starch:USA,US7247769[P].2007-07-24.

［19］Bayer Intellectual Property Gmbh.Transgenic plants synthesizing high amylose starch:USA,US7842853[P].2010-11-30.

［20］Bayer Intellectual Property Gmbh.Nucleic acid molecule coding for beta-amylase,plants synthesizing a modified starch,method of production and applications:USA,US6791010[P].2004-09-14.

［21］Bayer Cropscience Ag.Nucleic acid module coding for alphaglucosidase, plants that synthesize modified starch,methods for the production and use of said plants,and modified starch:USA,US6794558[P]. 2004-09-21.

PatentAnalysis of Modified Starch Technology Based on PatentStrategies

ZHANG Qin1,WU Guo-qing2
（1.Petroleum Intelligence Research Center,China University of Petroleum,Beijing 102249,China；2.COFCO Nutrition and Health Research Institute,Beijing 102209,China）

Modified starch is widely used in food,papermaking,textile,medicine,light industry,building materials, petroleum,bioengineering industries.More and more researchers focus on modified starch study.The patent licensing, inventor location,source jurisdiction,competitiveness,IP classification of patents related to modified starch in the world and China were analyzed based on the patentStrategies system.The core patents were further studied to seek the intelligence reference for the development strategies of the modified starch.

Modified starch;PatentStrategies；Patent；Technology analysis

TB 34；G 255.53

A

1671-0460（2017）03-0520-05

國家高技術研究發展計劃，項目號：2014AA021906集成化全組分高效利用非糧木薯原料的關鍵技術研究；中國石油大學（北京）研究生教育質量與創新工程項目，項目號：YJS2016044大數據環境下面向科研創新全過程的專利信息服務模式研究。

2017-01-23

張芹（1981-），女，江蘇鹽城人，博士，研究方向：化工情報。E-mail：zhangqin_cup@cup.edu.cn。