菊資源國內外專利布局現狀與開發利用策略

韋詩冰，常相偉, 2, 3, 4, 5*，吳德玲, 2*，宿樹蘭，嚴 輝，魏丹丹，彭代銀, 2

菊資源國內外專利布局現狀與開發利用策略

韋詩冰1，常相偉1, 2, 3, 4, 5*，吳德玲1, 2*，宿樹蘭6，嚴 輝6，魏丹丹6，彭代銀1, 2

1. 安徽中醫藥大學藥學院，安徽 合肥 230012 2. 省部共建安徽道地中藥材品質提升協同創新中心，安徽 合肥 230012 3. 安徽省中醫藥科學院藥物制劑研究所，安徽 合肥 230012 4. 藥物制劑技術與應用安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230012 5. 現代藥物制劑安徽省工程技術研究中心，安徽 合肥 230012 6. 南京中醫藥大學 江蘇省中藥資源產業化過程協同創新中心，江蘇 南京 210023

我國菊資源豐富，花序為其主要藥用部位，其種植、采收過程的莖葉及根等非藥用部位常被廢棄。菊非藥用部位同樣含有豐富的資源性化學成分，具有多種藥理作用，開發利用前景廣闊。以國家知識產權局專利數據庫和Patsnap專利數據庫為數據源，對菊資源國內外專利進行系統整理分析，從發展趨勢、全球分布、申請人構成、技術領域、技術生命曲線、技術生長率及專利質量等多個角度闡述菊資源當前專利的活動特征，揭示菊資源產業發展態勢及資源化利用現狀。在此基礎上，進一步系統梳理菊花及菊非藥用部位資源性化學成分特點及其潛在資源價值，并基于循環經濟發展理念提出精細高值化、轉化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多元化開發利用策略與途徑，為提升菊資源利用效率，延伸菊資源經濟產業鏈，推動碳達峰、碳中和目標實現提供研究思路和理論依據。

菊；菊花；資源；專利布局；非藥用部位；開發利用策略

菊花始載于《神農本草經》，為菊科植物菊Ramat.的干燥頭狀花序，具有疏散風熱、平肝明目、解毒消腫的功效[1]。現代研究表明，菊花含有豐富的黃酮類、酚酸類、揮發油類、多糖類、核苷類及氨基酸類等多類型資源性化學成分[2-5]，具有抗氧化、抗炎、抑菌、降血糖、保肝、調節機體免疫力、保護心血管系統、調節腸道微生態等多種生物活性[6-7]。隨著菊資源產業鏈的拓展延伸，菊花已廣泛用于醫藥、食品、保健品及化工等多個領域[8-9]。中藥專利是中藥產業科技發展、技術創新及成果轉化的重要指示器，可客觀反映中藥產業的發展水平和發展趨勢[10-11]。目前，多圍繞化學成分和藥理作用2方面對菊資源開展研究[12]，對于菊資源產業的整體布局及發展趨勢尚缺乏系統、全面的規劃。因此，從專利角度探討菊資源產業發展態勢及開發利用現狀，將有效推動菊資源產業提質增效及高質量布局。

實現碳達峰、碳中和“雙碳”目標是我國實現高質量發展的內在要求，也是推進經濟社會發展全面綠色轉型的必然選擇[13]。提升中藥資源廢棄物及副產物的利用效率及經濟效益，是促進中藥產業降碳減排，推動“雙碳”目標實現的重要途徑[14]。我國每年產干菊花藥材約3.5×104t，而采摘花序后產生的4～6倍花序生物量的莖葉及根等非藥用部位被廢棄，造成巨大的資源浪費和環境污染[15]。研究表明，菊非藥用部位同樣含有豐富的資源性化學成分和藥理作用[16-17]。歷代本草對菊莖葉及根等非藥用部位的應用也有記載，如東晉時期《肘后備急方》[18]記載治疔腫垂死方：“菊葉一握，搗絞汁一升，入口即活，此神驗。冬用其根”。清代《本草綱目拾遺》[19]引《本草正》稱菊根：“善利水，搗汁和酒服之，大治癃閉”。明代《本草綱目》[20]記載：“（菊）葉可啜、花可餌、根實可藥，自本至末，罔不有功”。而目前對菊非藥用部位的化學物質和生物活性尚缺少系統性研究，其資源價值未被充分挖掘和釋放，資源化利用策略與途徑還有待進一步研究。

因此，本文利用國家知識產權局專利數據庫及Patsnap專利數據庫提供的專利信息，從發展趨勢、全球分布、申請人構成、技術領域、技術生命曲線、技術生長率及專利質量等多個維度分析菊資源國內外專利布局現狀，厘清菊資源產業發展脈絡，揭示菊資源開發利用現狀。在此基礎上，對菊花及菊非藥用部位的資源性化學成分、生物活性及潛在應用價值進行歸納總結，并基于中藥資源循環經濟發展理念構建精細高值化、轉化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多層次、多途徑資源化利用策略，為推動菊資源產業綠色高質量可持續發展及碳達峰、碳中和目標實現提供理論支撐。

1 菊資源專利數據來源及統計分析方法

1.1 專利數據分析平臺

以國家知識產權局專利數據庫和Patsnap專利數據庫為主要數據來源收集菊資源專利，國家知識產權局專利數據庫共收集105個國家、地區和組織的專利數據及引文、同族、法律狀態等數據信息，在提供常規檢索、高級檢索、導航檢索和專利分析等功能的同時還支持中文、英文、日語、法語等9種語言版本查詢，檢索簡便且結果較為可靠。Patsnap專利數據庫共收錄超1.7億條全球專利數據，覆蓋164個國家和地區，可提供精準、多維度、可視化的專利分析，其更新速度及時，檢索結果比較全面。

1.2 專利數據檢索及處理方法

檢索關鍵詞：菊花、毫菊、滁菊、貢菊、懷菊、杭菊、福白菊、祁菊、嘉菊、川菊、、、；檢索途徑：專利名稱或摘要；檢索時間：1670年6月—2023年11月；檢索范圍：世界各國已授權的專利；數據處理：逐一閱讀初檢結果中的每項專利，去除不相關的專利。

1.3 專利數據統計及分析方法

采用“1.2”項下專利數據檢索方法共獲得菊資源專利3 439件，其中菊花專利3 411件（國內專利3 362件、國外專利49件），占總專利數量的99.19%；菊莖葉及根等菊非藥用部位專利28件，占總專利數量的0.81%，均為國內專利。采用Excel、Origin軟件對菊資源專利進行統計分析及可視化圖表展示。

2 菊資源專利布局現狀分析

2.1 專利申請時間維度分析

菊花專利申請最早始于1989年，參考專利分析相關文獻[10,21-22]中專利發展過程的分類方式，根據菊花專利申請數量隨時間的變化，將菊花專利發展過程按照時間軸分為以下6個階段（圖1-A）：（1）技術萌芽期（1989—1992年）：菊花專利申請數量每年均未超過10件，累計專利申請僅有15項，總體申請數量較少且無突破；（2）技術開創期（1993—2000年）：自1993年開始，歷年菊花專利申請數量在20件以上，菊花專利申請數量呈現緩慢增長趨勢；（3）快速發展期（2001—2005年）：該階段菊花專利申請數量快速增長，在2005年菊花專利申請數量為156件，達到菊花專利申請的第1個高峰；（4）技術調整期（2006—2008年）：該時期菊花專利申請數量逐漸穩定，除2008年專利申請數量為127件，其他年份專利申請數量均為118件；（5）高速發展期（2009—2013年）：菊花專利申請數量呈現井噴式快速增長，于2013年達到菊花專利申請數量的最高峰，該年菊花專利申請數量高達525件；（6）技術回落期（2014—2023年）：2014年至今，菊花專利申請數量逐年下降，表明近年來菊花產業化開發動力嚴重不足。與菊花相比，對菊莖葉及根等菊非藥用部位知識產權的重視嚴重不足，菊非藥用部位專利的申請起步較晚，申請數量始終較少，截至2023年申請總量還不足30件（圖1-B）。在2011年之前菊非藥用部位專利僅有2件，從2012年開始呈現發展勢頭，2013年專利申請數量最多，達9件，而從2014年起專利申請數量又呈逐步下降趨勢。

圖1 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 的專利申請時間維度分析

2.2 專利全球分布情況分析

中藥專利申請數量可在一定程度上反映其市場潛力。通過對菊花專利的全球分布進行分析（圖2），結果顯示，我國菊花專利申請數量占全球菊花專利申請總量的98.56%，位居全球之首，其次是韓國（0.82%）、日本（0.26%）和美國（0.18%）。與菊花相比，菊莖葉及根等非藥用部位在全球的專利申請數量較少，且全部分布在中國。從我國菊資源專利申請數量在全球中的高占比可看出，我國對菊資源的關注度明顯高于其他國家，是全球菊資源最主要的專利布局地。

圖2 全球菊花專利分布

2.3 中國各省市菊資源專利數量排名及趨勢分析

2.3.1 中國各省市菊花專利申請數量排名及申請趨勢分析 對菊花專利在我國各省市的申請數量進行分析（圖3-A），結果顯示，我國多省市都涉及菊花專利申請，其中山東、安徽、廣東、北京和河南菊花專利申請數量排名前5，專利申請數量均在200件以上。進一步對我國各省市的菊花專利申請趨勢進行分析（圖3-B），結果顯示，我國各省市的菊花專利申請趨勢具有較高的相似性，其中山東和安徽的專利申請數量變化幅度較大。我國各省市的菊花專利均呈現先增加后減少的變化趨勢，專利申請數量在2013年達到峰值后逐年減緩，表明近年來菊花產業研發活力逐漸減弱。

2.3.2 中國各省市菊非藥用部位專利申請數量排名及申請趨勢分析 對菊非藥用部位專利在我國各省市的申請數量進行分析（圖4-A），結果顯示，目前我國各省市對菊莖葉及根等非藥用部位開發利用及知識產權保護的重視程度不足，各省市菊非藥用部位專利申請數量均較少，國內只有8個省市涉及菊非藥用部位專利申請。其中安徽和山東的菊非藥用部位專利申請數量排名靠前，專利申請數量分別為11件和5件。進一步研究發現，我國各省市菊非藥用部位專利申請數量尚未呈現明顯的變化規律（圖4-B）。

圖3 中國各省市菊花專利申請數量排名(A) 及申請趨勢(B)

2.4 專利申請人構成分析

在菊花專利申請人構成中，個人和企業占比相對較高，分別高達53.88%和31.66%，而高校、科研機構及醫院占比較少（圖5-A）。對菊非藥用部位專利申請人構成進行分析，結果顯示，企業、個人和高校申請的菊非藥用部位專利最多，申請數量分別占總量的42.86%、28.57%和25.00%（圖5-B）。進一步研究發現，高校與科研機構申請的專利中菊花及菊非藥用部位功效物質、藥理作用的基礎性研究占比分別為46.03%和37.59%，個人與企業申請的專利中菊花及菊非藥用部位產品開發及產業化應用占比分別為69.04%和73.89%。表明在國家科研經費支持下，大部分高校與科研機構的專利申請更傾向于菊花及菊非藥用部位化學成分、藥理活性的基礎性研究，而個人與企業的專利申請則主要聚焦于菊花及菊非藥用部位的商業價值與產業化應用，因此推測當前菊資源產業的發展主要以市場應用為主。

對菊花專利申請人進行統計分析，排名前10的主要申請人見圖6。結果顯示，菊花研究機構較為分散，機構類型不唯一。排名前10的申請人中，企業占70%，而個人、科研機構和高校各占10%，可見企業對菊花相關技術的研究及其知識產權保護較為重視。進一步研究發現，這10位申請人共申請專利167件，申請專利數量占總申請量的4.89%，其中顏懷偉、泰一和浦（北京）中醫藥研究院有限公司、廣州王老吉藥業股份有限公司和安徽科技學院的專利申請數量較高。在所申請專利的保護內容上，大多數申請人則主要關注菊花的功能性產品開發，如顏懷偉主要以菊花為原料研發防治眼部疾病的藥物或保健品，泰一和浦（北京）中醫藥研究院有限公司則以菊花提取物為主要或次要活性成分開發中藥組合物以用于防治多種疾病（如肝炎、胃潰瘍等）。

圖4 中國各省市菊非藥用部位專利申請數量排名(A) 及申請趨勢(B)

2.5 專利技術領域分析

專利技術領域分布可反映產業的關注焦點和技術發展方向。《國際專利分類表》（International Patent Classification，IPC）是根據1971年簽訂的《國際專利分類斯特拉斯堡協定》編制的，是目前國際通用的專利文獻分類和檢索工具。從菊花及菊非藥用部位專利所屬IPC的分布來看（圖7），菊花及菊非藥用部位專利涉及的技術主要集中在醫藥領域（A61）和食品領域（A23），二者分別占菊花及菊非藥用部位專利申請總量的89.77%和64.29%。進一步研究發現，醫藥和食品是菊資源產業化開發的主要技術領域，而其在保健品、化工等領域的技術研發及資源性產品開發的投入較為薄弱。

圖5 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 專利申請人的構成

2.6 專利技術生命曲線及技術生長率分析

2.6.1 菊花專利技術生命曲線及技術生長率分析 在專利技術發展過程中，專利申請數量與專利申請人數量間會呈現周期性變化規律，稱為專利技術生命周期[23]，其可分為萌芽期、發展期、成熟期、衰退期和復蘇期。菊花的專利技術生命曲線見圖8-A。由圖8-A可知，經過快速發展期后，菊花專利申請人數量達到411位，專利申請數量達到525件，標志著菊花專利技術進入成熟期。而自2014年以來，菊花專利申請人數量與專利申請數量均逐步下降，其生命周期進入衰退期。

圖6 菊花專利申請數量排名前10的申請人

圖7 菊花(A) 和菊非藥用部位(B) 專利主要技術領域分布

專利技術生長率是本年度專利申請數量與過去5年內專利申請總量的比值，是專利技術創新的重要衡量指標[24]。如圖8-B所示，菊花的專利技術生長率在0.02～0.65，整體波動幅度較大，呈現降低-穩定增長-降低的變化趨勢。1994—1999年，菊花專利技術生長率首次呈現下降趨勢，該時期的技術仍處于初級開發階段，菊花資源性產品較少。2000—2013年，菊花專利技術生長率為0.26～0.50，該時期菊花的專利技術生長率穩定增長，發展勢頭良好。2014年至今，菊花專利技術生長率出現新一輪的下降，到2023年菊花專利技術生長率僅為0.02，表明當前菊花專利技術處于衰退期，僅有少數優勢技術領域繼續存在。

2.6.2 菊非藥用部位專利技術生命曲線及技術生長率分析 由圖9-A可知，菊非藥用部位的專利技術先經快速發展期進入成熟期，菊非藥用部位專利申請人數量達到9位，專利申請數量達到9件。隨后，菊非藥用部位專利申請人數量與專利申請數量快速下降，菊非藥用部位專利技術進入衰退期。2017年至今，菊非藥用部位專利申請人數量與專利申請數量呈現新一輪的穩步增長，其生命周期進入復蘇期。如圖9-B所示，菊非藥用部位的專利技術生長率在0～1.8，整體波動幅度較大，呈現先降低后增長的變化趨勢。2013—2015年，菊非藥用部位專利技術生長率呈現下降趨勢，表明該時期菊非藥用部位的技術研發進程緩慢。2016年至今，菊非藥用部位的專利技術生長率持續穩步增長，表明菊非藥用部位的資源價值逐步被發現，產業化開發活力進一步被激活。

圖8 菊花專利的技術生命曲線(A) 和技術生長率(B)

2.7 專利質量分析

專利質量是專利有效利用的基礎，是支撐產業創新發展的關鍵。以專利要求項數、專利被引頻次和同族專利數為評價指標對我國及世界其他國家、地區和組織的菊花專利質量進行比較分析，結果顯示，我國菊花專利在平均同族專利數和平均專利要求項數上均低于世界其他國家、地區和組織，表明我國在菊花專利維護方面重視不足，且申請專利的保護范圍較窄。而我國菊花專利在平均專利被引頻次上高于世界其他國家、地區和組織，表明我國在菊花專利相關技術領域方面具有顯著優勢（圖10）。

圖9 菊非藥用部位專利的技術生命曲線(A) 和技術生長率(B)

以上菊資源專利分析結果表明，全球菊資源專利數量龐大，我國在全球菊資源專利中占據主導地位，是最主要的菊資源專利布局地及技術來源地。近年來菊資源專利申請數量逐漸下降，菊資源的研究開發進入技術回落期，菊花及菊非藥用部位資源性產品開發、產業化進程緩慢，菊資源綜合利用效率較低。

3 菊資源的開發利用策略

對菊花及菊非藥用部位的資源性化學成分及潛在資源價值進行系統整理，并基于中藥資源循環經濟發展理念構建菊資源多元化開發利用策略與途徑，以促進菊資源產業綠色高質量發展，為推動我國“雙碳”戰略目標實現提供科學依據與技術支撐。

3.1 菊花的開發利用策略

3.1.1 精細高值化開發利用策略 菊花中含有豐富的黃酮類資源性化學成分。研究表明，菊花總黃酮含藥血漿可促進B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，）mRNA的表達，抑制Bcl-2相關X蛋白mRNA的表達，進而抑制淚腺上皮細胞凋亡，具有開發為防治干眼癥疾病藥物或保健品的潛力[25]。菊花中黃酮類成分還可用于治療高血壓、高血糖、高血脂，提示可以菊花為主要原料，開展具有降血壓、降血糖、調血脂等功能的醫藥產品及保健品開發[26-28]。菊花中黃酮類物質能夠抑制磷脂酶A2，調節甘油磷脂和鞘脂代謝途徑，延緩急性肝損傷的病理過程，表明該類物質具有研發為保肝藥物或保健品的潛力[29]。以異綠原酸A為代表的酚酸類成分能夠調節肌肉合成，降解相關的蛋白質表達，減輕肌肉減少癥并恢復肌肉功能，可用于制備治療或改善肌肉減少癥的藥物或保健品[30]。此外，菊花中黃酮類和酚酸類組分還具有較好的保護心血管和保護神經系統活性，提示其在生物藥品和保健食品領域具有開發前景[31-34]。

圖10 中國與世界其他國家、地區和組織的菊花專利質量比較

研究表明，杭白菊精油具有較好的解熱、抗病毒活性，表明該類成分具有研發為解熱、抗病毒藥物及保健品的潛力[35]。菊花揮發油具有較強的抑菌作用，可考慮以揮發油為原料制備能夠延長果蔬腐爛變質時間，維持果蔬鮮度的復合保鮮膜[36]。菊花揮發油類和黃酮類物質還具有較好的抗炎、鎮靜助眠作用，可開發具有特色優勢的抗炎、鎮靜助眠藥物或保健品[37-39]。菊花還含有大量的多糖類資源性化學成分，其具有降血糖、防治結腸炎等生物活性，可用于藥物制劑及保健產品開發[40-41]。菊花多糖可調節大鼠肉瘤、人肝型脂肪酸結合蛋白和氨基酸轉運載體溶質載體家族1成員5蛋白的表達，減輕腸道病變，增強腸道穩態，增加氨基酸攝取，促進腸道蠕動，緩解便秘，提示菊花多糖可開發為調節腸道微生態的藥物或保健品[42]。進一步研究發現，菊花中豐富的多糖類和酚酸類成分具有抗氧化、調節免疫等功能，可作為日化產品及中獸藥的原料加以利用[4,43-45]。菊花中多糖類和黃酮類成分還具有顯著的抗腫瘤作用，被認為是優質的抗腫瘤藥物或保健品原料[46-47]。三萜類成分也是菊花的重要活性成分，其中絞股藍皂苷XXVII的相對含量高達3.80%，該類成分具有抗腫瘤、調血脂及保護神經系統作用，可用于制備治療相關疾病的藥物[48]。此外，菊花中核苷類及氨基酸類成分的總含量高達27.43 mg/g，具有豐富的營養價值，可考慮開發為具有抗疲勞作用的功能性飲料和營養補充劑[49]。

3.1.2 轉化增效開發利用策略 菊花中黃酮類成分主要是以黃酮糖苷的形式存在，可通過發酵轉化技術利用乳酸菌發酵去糖基化將不易被人體吸收的黃酮糖苷轉化成較易吸收的黃酮苷元，提高黃酮類化合物的生物利用率[50]。菊花中含有豐富的多糖類成分，可作為微生物的營養來源，在代謝過程中分泌果膠酶、纖維素酶等多種胞外酶，促使組織細胞破裂，從而利于資源性化學成分的溶出，提高資源性成分的利用率[51]。獲取揮發油類、黃酮類及酚酸類等資源性成分后，可采用生物轉化技術對菊花藥渣進行發酵，使其轉化為木糖醇、乳酸、生物乙醇，顯著提高菊資源的經濟效益。同時，可繼續利用生物質熱解技術將菊花藥渣降解形成生物質焦油、生物質醋液和生物質燃氣等資源性產品，也可以菊花藥渣為原料發酵轉化為纖維素酶、熱解炭化為生物炭及復合炭基生物肥等系列產品，以實現源于農田、歸于農田的菊資源循環利用模式。菊花藥渣成分復雜多樣，其中仍含有天然抑菌物質，可通過固化成型物理轉化方法將菊花藥渣制備成具有抑菌作用的纖維板、木塑板、功能性紙張等資源性產品，不僅能夠減少木材的砍伐及化學防腐劑的使用，還能解決菊花廢棄物的利用與處置問題[52]。經生物機械處理后可將菊花藥渣開發成一種低成本、可再生、可用于產品包裝的全植物纖維發泡緩沖材料。以菊花藥渣中的木質素為原料與大豆蛋白/氧化蔗糖交聯成膜制備出可降解緩解地膜，有利于調節地溫，改善土壤結構，提高作物產量。

3.1.3 粗放低值化開發利用策略 粗放低值化是指藥渣等廢棄物不經加工處理或僅簡單加工，直接用于肥料、飼料等的簡單利用方式[53]。經提取純化后的菊花藥渣仍具有一定的抗菌、抗病毒、提高免疫力作用，可開發成畜牧飼料或飼料添加劑用于家禽、家畜及水產養殖中，在提高動物免疫力、減少動物患病風險的同時，還能使動物快速增肥、提高效益。菊花藥渣材質輕，通氣性好且含有一定的鐵、磷、鉀等有機元素，可作為田間肥料加以開發。菊花藥渣亦可作為燃料或熱量直接燃燒，從而減少煤炭的使用。此外，以菊花藥渣為原料制備的栽培基質，不僅能為蔬菜、水果提供營養，還能避免使用傳統化肥帶來的副作用及土壤中重金屬的污染，大大提高菊花廢棄物的利用率。

3.1.4 文旅融合特色化開發利用策略 2018年9月中共中央、國務院發布了《鄉村振興戰略規劃（2018—2022年）》[54]，提出“產業興旺是鄉村振興的重點，依托農村特色產業而建設起來的農業特色小鎮符合鄉村振興戰略的總要求”。特色小鎮的建設與鄉村振興理念相契合，有利于吸引城市資源向農村流動，推動鄉村地區經濟發展。除了作為藥用外，作為我國十大傳統名花，菊花還具有極高的觀賞和食用價值。由于地理環境和加工方法的不同，形成了亳菊、滁菊、貢菊、懷菊和杭菊等各具特色的菊花道地藥材。如安徽亳州是全國最大的亳菊種植、加工基地，以古井貢酒、高爐家酒為代表的亳州白酒品牌在全國也享有很高知名度，可以亳菊為主要原料開發具有亳州特色的亳菊酒及亳菊宴，進一步打造亳菊特色文化小鎮。滁州旅游資源豐富，可將滁菊文化與旅游資源相融合，在瑯琊山醉翁亭、吳敬梓紀念館等著名旅游點增設園林式菊花茶樓，舉辦集滁菊采摘、滁菊藥膳品嘗制作為一體的滁菊文化節活動，實現滁州菊花產業與旅游業高質量發展。桐鄉市是杭白菊原產地，被譽為“中國杭白菊之鄉”。從南宋至今，桐鄉市每年都會舉辦菊花燈會，開展觀菊、賞菊、游覽水鄉古鎮烏鎮、參觀名人故居等系列活動，可在此基礎上修建以杭菊為主題的民宿，逐步打造杭菊特色小鎮[55]。綜上，結合菊花產區特色的文化、旅游產業，打造集菊花采摘、菊花美食品嘗和旅游觀光為一體的菊花文旅特色小鎮，助力鄉村產業振興發展。

3.2 菊非藥用部位開發利用策略

3.2.1 精細高值化開發利用策略 菊莖葉及根等非藥用部位中同樣含有豐富的資源性化學成分，菊莖葉中總黃酮、總酚和總多糖含量分別高達37.89、17.12、70.84 mg/g[16]。此外，從菊葉中檢測到4種核苷類化合物，從菊莖和菊根中均檢測到2種核苷類化合物，從菊莖、葉、根中均檢測到13種氨基酸類化合物[56]。以上研究表明，菊非藥用部位與花序有著相似的化學成分，可有針對性的對菊非藥用部位進行精細高值化產品開發，推動菊資源產業高質量發展。

研究發現，菊莖葉提取物可從多個途徑改善脂多糖引起的食草動物腸道功能紊亂，可用于制備調節腸道微生態的功能性飼料添加劑、藥物或保健品[57]。菊莖葉提取物可調節白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-8和基質金屬蛋白酶9的表達，顯著改善斑馬魚炎癥性腸病，提示可以菊莖葉提取物為原料開發防治炎癥性腸病的藥物或保健品[58]。菊莖葉提取物對急性虹膜睫狀體炎及自發性高血壓急、慢性眼部疾病也具有較好的防治作用，提示菊莖葉具有研發為防治眼部疾病藥物或保健品的潛力[59]。菊葉提取物還可改善-氨基半乳糖所致化學性肝損傷及對乙酰氨基酚所致藥源性肝損傷，顯著降低血清中轉氨酶水平和脂質過氧化損傷，增加機體谷胱甘肽含量，具有較好的肝損傷保護作用，可進一步研發成保肝藥物或保健品[60]。由菊葉多糖類、酚酸類及黃酮類成分復配而成的菊葉提取物具有良好的解熱、鎮痛、鎮咳、祛痰、抗炎作用，能夠用于防治感冒引起的發熱、咳嗽、生痰及炎癥反應，在藥品和保健產品開發方面具有廣闊的應用前景[61]。研究表明，菊葉總黃酮具有顯著的抗氧化、抗腫瘤、抑菌、調血脂等多種藥理活性，有望開發為治療相關疾病的藥物或保健品[62-64]。菊莖葉精油具有較強的抑菌和抗炎作用，可考慮開發成抗炎藥物、抑菌劑、日化產品、食品調料劑或新型保健食品添加劑[65]。菊非藥用部位多糖具有較好的改善結腸炎、調節免疫及抗腫瘤作用，提示其在生物藥品和保健品領域具有開發前景[66]。此外，菊非藥用部位中尚含有核苷類及氨基酸類成分，這些成分可作為食品添加劑、抗疲勞功能性飲料及營養補充劑的原料加以應用[56]。

3.2.2 轉化增效開發利用策略 菊莖葉及根中均富含纖維素類資源性物質，可經酶解轉化為易吸收利用的糖類成分，并可進一步利用微生物發酵技術或固定化技術將菊非藥用部位中半纖維素轉化為木糖醇，實現物盡其用、變廢為寶，提升菊資源利用效率及效益[67]。經酸預水解，可充分解離菊莖葉及根中的半纖維素與纖維素，得到由纖維素和木質素組成的固體物質，經發酵可獲得乳酸或生物乙醇。借助生物質熱解技術對菊莖葉及根進行降解處理，使其轉化為生物質焦油、生物質醋液和生物質燃氣，可有效避免菊廢棄物燃燒處置時釋放CO2及粉塵、集中堆放掩埋處置時占用土地資源等環境問題[68]。菊莖葉及根經發酵酶轉化可生產高品質纖維素酶，二次殘渣可經熱解炭化獲得生物炭，進一步開發為含纖維素酶炭基復合肥產品，還田施用可有效改善土壤物化特性和連作障礙。通過壓縮技術可將菊莖葉及根壓縮成型，制備成纖維板、木塑板、功能性紙張等產品，提高菊非藥用部位的經濟價值。此外，以富含纖維素的菊莖葉及根為原料，可制備出具有一定阻隔性、疏水性和抗菌作用的可降解果蔬保鮮材料。經生物機械處理后添加環保型助劑可將菊莖葉及根開發成多功能型預制菜紙漿模型包裝，該包裝具有較好的抗熱油滲透性，可提高食品的保質期。

3.2.3 粗放低值化開發利用策略 菊莖葉及根中含有糖類、蛋白質類、核苷類、氨基酸類、維生素類及粗纖維等營養成分，可開發為牲畜、家禽、漁業飼料或飼料添加劑。菊莖葉及根還含有氮、磷、鉀等微量元素，可開發為具有適宜孔隙度、基質容重及pH值的田間肥料，可較好滿足農作物生長所需營養，且不會引起土質退化、土壤板結等問題。菊莖葉及根也可作為燃料或熱量直接燃燒，在提供熱能和電能的同時，有效緩解菊廢棄物的處理壓力。此外，為增加土壤肥力、改善土壤通透性、避免土壤重金屬污染，可對菊莖葉及根進行腐熟處理，開發為相應的栽培基質以用于蔬菜或果苗的無土栽培。

通過對菊花、莖葉、根中多類型資源性化學物質進行歸納分析，探討菊花及菊非藥用部位資源化利用途徑和系統利用策略，以期實現菊資源多層次、多途徑、精細化利用與產業化開發。菊資源分級分類多元化利用策略與途徑如圖11所示。

4 結語與展望

本研究首先從專利視角探討菊資源國內外專利布局及開發利用現狀，明晰菊資源產業發展趨勢。分析結果表明，我國是全球菊資源最主要的專利布局地及技術來源地，占據全球菊資源專利的主導地位。2009—2013年是全球菊資源專利申請的高速發展期，而近年來菊資源專利申請數量呈下降趨勢，菊資源研究開發處于技術回落期。醫藥和食品是菊花及菊非藥用部位進行產業化開發的主要技術領域，當前菊資源產業仍面臨精深加工及高附加值產品較少、綜合利用程度不高、資源價值未得到充分挖掘等問題。基于此，本研究對菊花及菊非藥用部位的可利用資源性化學物質及其潛在資源價值進行系統整理與分析，提出并構建精細高值化、轉化增效、粗放低值化及文旅融合特色化的菊資源多元化開發利用策略與途徑。在中藥資源循環經濟發展理念指導下，將上述資源化利用策略與現代科學技術相結合，可有效挖掘菊資源的潛在應用價值，提升菊資源的開發利用效率，延伸菊資源經濟產業鏈，助力我國“雙碳”戰略目標實現。

圖11 菊資源分級分類多元化利用策略與途徑

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Current status of domestic and foreign patent layout ofresources and their development and utilization strategies

WEI Shibing1, CHANG Xiangwei1, 2, 3, 4, 5, WU Deling1, 2, SU Shulan6, YAN Hui6, WEI Dandan6, PENG Daiyin1, 2

1. College of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230012, China 2. MOE-Anhui Joint Collaborative Innovation Center for Quality Improvement of Anhui Genuine Chinese Medicinal Materials, Hefei 230012, China 3. Institute of Pharmaceutics, Anhui Academy of Chinese Medicine, Hefei 230012, China 4. Anhui Province Key Laboratory of Pharmaceutical Preparation Technology and Application, Hefei 230012, China 5. Anhui Province Engineering Technology Research Center of Modernized Pharmaceutics, Hefei 230012, China 6. Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization Process, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China

resources are abundant in China, and the inflorescences are the main medicinal part of the plant. Non-medicinal parts such as stems, leaves and roots are usually discarded in the process of cultivation and harvesting of. The non-medicinal parts ofalso contain plentiful resource chemical components and pharmacological effects, with broad prospects for development and utilization. A systematic analysis of domestic and foreign patents forresources was carried out based on the patent database of China National Intellectual Property Administration and Patsnap. Then the current patent activity features and development trend and current utilization status ofresources were explored from the perspective of development trend, global layout, composition of applicants, technology field, technical life curve, technology growth rate and patent quality. On this basis, the chemical composition characteristic and potential resource value of Juhua () and its non-medicinal parts were further systematically sorted out in this study. The strategies and approaches of multi-dimensional development and utilization ofresources were put forward based on the concept of circular economic development, including fine high value, conversion efficiency, extensive low and culture-tourism integration. It would provide the research ideas and theoretical basis for improving the utilization efficiency ofresources, extending the economy industry chain ofresources, and promoting the realization of carbon peak and carbon neutrality goals.

Ramat.;; resources; patent layout; non-medicinal parts; strategy of development and utilization

R282

A

0253 - 2670(2024)08 - 2800 - 12

10.7501/j.issn.0253-2670.2024.08.029

2023-11-01

國家自然科學基金資助項目（82104701）；國家自然科學基金資助項目（81973485）；安徽省高校優秀青年科研項目（2022AH030064）；藥物制劑技術與應用安徽省重點實驗室開放基金項目（2021KFKT10）；中央本級重大增減支項目（2060302）；國家中醫藥多學科交叉創新團隊（道地藥材生態化與資源可持續利用）支持計劃項目（2021）；國家現代農業產業技術體系建設專項資金資助（CARS-21）

韋詩冰，女，碩士研究生，研究方向為中藥資源循環利用。E-mail: weishibing2022@163.com

通信作者：常相偉，研究員，從事中藥資源化學與資源循環利用研究。E-mail:chxwing@163.com

吳德玲，教授，從事天然藥物化學及中藥物質基礎研究。E-mail: dlwu7373@ahtcm.edu.cn

[責任編輯 趙慧亮]