张芹，武国庆

（1.中国石油大学（北京）石油情报研究中心，北京102249；2.中粮营养健康研究院，北京102209）

基于PatentStrategies的变性淀粉专利技术分析

张芹1，武国庆2

（1.中国石油大学（北京）石油情报研究中心，北京102249；2.中粮营养健康研究院，北京102209）

变性淀粉以其良好的适应性应用于食品、造纸、纺织、医药、轻工业、建材、石油、生物工程等行业，近年来受到越来越多的研究者的关注。基于PatentStrategies专利分析系统，对全球和中国变性淀粉专利技术进行专利授权、布局、技术来源、竞争力、IPC分类等角度的分析，在挖掘该研究领域核心专利的基础上，进一步分析变性淀粉领域的核心专利情况。该分析可为变性淀粉企业及研发人员提供重要参考。

变性淀粉；PatentStrategies；专利；技术分析

淀粉是植物经过光合作用产生的天然高分子化合物，是仅次于纤维素的第二大可再生资源，是重要的绿色化工基础原料。天然淀粉普遍存在溶解性差、分散性查、成膜性差、易老化及胶溶稳定性差等缺点，严重制约着其在各行各业中的应用。为了改进天然淀粉的性能，扩大其应用范围，利用化学、物理、酶法或复合改性处理方法，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和颗粒性质，使其更适用于一定行业应用的要求。这种经过二次加工，改变性质的淀粉统称为变性淀粉，广泛用于造纸、纺织、食品、医药、轻工业、建材、石油、生物工程等行业[1,2]。变性淀粉的品种、规格已达两千多种。按处理方式可分为物理变性淀粉、化学变性淀粉、酶法变性淀粉及复合变性淀粉四大类。随着对变性淀粉的功能性要求越来越高，对变性淀粉的研究也日益增多。

专利是一种特殊的文献类型，在科技研发领域发挥着重要的作用，对相关研究领域的专利进行分析，可以深入挖掘该领域的整体发展趋势、主要研究机构、核心技术及地域分布。专利分析可以为科技创新、知识产权保护提供重要依据。目前越来越多的研究者对相关行业的专利进行分析，研究其发展战略和创新情况[3-6]。童丹[7,8]分析了国内变性淀粉的研究进展，指出企业是变性淀粉专利技术最多的单位，变性淀粉应用最多的学科领域是化学和有机化工。

1 数据来源与分析方法

本研究数据来自LexisNexis公司的全球专利大数据分析系统PatentStrategies，该系统将全球近九千万件专利与财务、诉讼、市场和关键业务数据关联，包含了102个专利局，100多个数据来源并及时更新。本研究采用标题和摘要检索，检索式为@(title,abstract)("modif*starch*"or"denatur* starch*")，检索日期为2017年1月19日。检索所得关于变性淀粉专利9987件，选择专利状态为有效，剔除失效专利，得到3862件，作为本次分析的原始数据，采用系统分析工具进行结果统计与分析。

2 全球变性淀粉专利分析

2.1 专利发展情况

检索所得3 862条专利分布在1998-2017年度范围内，其中2017年美国授权专利1件，其他国家3件。由于检索日期为2017年年初，因此2017年的数据不列入图中，中国、日本及美国的授权专利数量随年度的变化情况如图1所示。由图1可见，三国的授权专利数量呈不断增长趋势，但是美国与日本增长趋势较缓，中国的增长趋势较强，在2016年达到了峰值，且自2011年开始我国的变性淀粉授权专利数量呈大幅增加趋势。

图1 中国、日本及美国授权专利随年度变化情况Fig.1 Annual distribution of grants patents from China, Japan and USA

2.2 专利全球布局情况

专利发明人所在地的全球分布情况如图2所示。变性淀粉专利数量排名前五位的国家分别为：中国（2 221件）、美国（375件）、日本（358件）、德国（200件）、韩国（128件）。由此分布可以看出，中国、美国、日本、德国和韩国的发明人主导了变性淀粉技术研究领域，我国作为农业大国，是变性淀粉技术的主导国。

专利权人申请专利保护的国家或地区分布(Source Jurisdiction)情况如图3所示。由图3可见，中国的专利权数量比中国发明人申请的专利数量多，这说明有其他国家的发明人在中国地区申请专利，各国均加强了在华专利保护，对我国的技术发展形成了严重的壁垒。日本的情况与中国相同，而美国和德国的专利数量远少于美国人与德国人的申请人专利数量，这说明了美国与德国均注重专利在全球的技术保护。

2.3 专利IPC分布情况

国际专利分类号（International Patent Classification,IPC）是目前全球常用的专利文献的技术分类方法之一，也是目前唯一国际通用的专利文献分类方法。通过统计相关领域的专利的国际专利分类号，可以了解该领域专利的技术分布情况。

图2 发明人所在地全球分布情况Fig.2 Global distribution of inventor location

图3 专利申请地区全球分布情况Fig.3 Global distribution of patents per source jurisdiction

本次检索所得的关于变性淀粉技术的3 862条有效专利的前10位IPC分类情况如表1所示。

表1 变性淀粉专利前十位IPC分布表Table1 Distribution of top 10 IP classifications of modified starch related patents

由表1可见，关于变性淀粉的专利集中在A部（人类生活必需）、和C部（化学，冶金），A23L 1/00、C08B 31/00、C08L 3/00、A61K 9/00领域的专利数量均超过了100件，可认为是变性淀粉的关键和热点技术领域，代表着变性淀粉的未来发展趋势。值得注意的是关于A61K 9/00（以特殊物理形状为特征的医药配制品）领域的专利全美诉讼次数高达1058次，这也说明了关于变性淀粉在医药类的应用涉及的专利纠纷最高。此IPC分布表可为科研人员确定研发方向及规划科学研究方案提供参考。

2.4 专利权人竞争力分析

专利权人的竞争力分析图可以直观的显示出专利权人之间的技术和综合实力差距，本次检索所得专利权人竞争力分析如图4所示。图中的横坐标由专利比重、专利分类及专利被引决定，表示专利的综合技术指标，横坐标越大说明技术水平越强；纵坐标由专利权人收入、国家分布及专利诉讼情况决定，表示了专利的综合实力，纵坐标越大说明专利权人的综合实力越强大；气泡的大小表示专利的数量多少，气泡越大则专利越多。将专利权人竞争力分析图分为四个部分，分别为A、B、C、D，其中A区域表示同时具有较强的技术实力和综合实力的专利权人，B区域表示综合实力较强但技术水平欠缺的专利权人，C区域表示技术实力较强但是综合实力欠缺的专利权人，D区域表示技术实力和综合实力均欠缺的专利权人。

图4 变性淀粉专利权人竞争力分析图Fig.4 Competitineness analysis of modified starch patentees

由图4可见，拜耳公司作为一枝独秀位于AC区域，且由气泡大小可以看出，拜耳是专利数量最多的专利权人，这说明在变性淀粉的技术创新领域，拜耳起到了领头羊的作用。在代表综合实力的B区域，依次分布着嘉吉公司、雀巢和巴斯夫。其中嘉吉公司是综合实力最强的专利权人，该公司是一家从事生产和经营食品、农业、金融和工业产品及服务的多元化跨国企业集团，嘉吉致力于通过提高农产品生产、加工、分销和贸易环节的效率和附加值，实现农业可持续发展和食品安全供应，其在淀粉及淀粉糖领域主要产品包括：玉米淀粉、高果糖浆、葡萄糖浆、麦芽糖浆、麦芽糊精、喷雾干燥淀粉糖、一水结晶葡萄糖和工业淀粉等[9]。我国的华南理工大学、中国农业科学院农业食品科技学院、江西博大化工有限公司、安徽凯利粮油食品有限公司、合肥康龄养生科技有限公司均位于技术与综合实力较弱的D区域，这也说明我国的变性淀粉领域专利数量虽然较多，但是技术水平及综合实力却相对较弱，我国的企业和科研单位及个人均应引起足够的重视，致力于更高技术水平和综合实力的专利开发工作，力争改变现在的技术弱后的局面，这样才能真正做到科技强国。

2.5 专利技术点分析

通过对检索所得的专利进行文本聚类，可以获得专利的核心技术点。文本聚类是基于文件间的某种联系或者相关性对文件进行有效组织、摘要和导航，从而使得相近的对象尽可能的聚合在一类的分析方法。本次检索所得专利的文本聚类图如图5所示。由图5可见，关于变性淀粉专利技术主要分布于以下几方面：原材料（涂层材料、白砂糖、甘薯等）、涂料组分（食品产品、薄膜包衣、水溶性涂料、纤维素羧甲醚稳定剂）、淀粉衍生物、胶剂（复合变性淀粉、纺织浆料、薄膜包衣）、中间品（产物、淀粉胶粘剂、淀粉浆、工艺领域）。

图5 变性淀粉专利文本聚类图Fig.5 Text clusters of patents related to modified starch

3 变性淀粉核心专利分析

专利强度是专利价值分析的综合指标之一，专利强度由专利权利要求数量、引用与被引次数、诉讼次数、时间跨度及同族专利数量等因素决定，专利强度的大小可以直接映射该专利的价值。通常将专利强度为8～10的专利划分为核心专利，本次检索专利中关于变性淀粉的核心专利共有90件，其专利权人申请专利保护的国家或地区分布如图6所示。关于变性淀粉的核心专利集中在美国、中国、欧专局、日本和加拿大，其中美国的核心专利数量为70件，说明关于变性淀粉的核心专利集中在美国。

关于变性淀粉的核心专利的专利权人竞争力分析图如图7所示。由图7可见，拜耳公司位于C区域最右侧，是技术实力最强的公司，同时该公司也是核心专利数量最多的公司，拥有12件核心专利[10-21]。技术实力其次的是宝洁公司，拥有9个核心专利。位于B区域的是巴菲特旗下的伯克希尔哈撒韦公司，该公司旗下的路博润公司拥有一个核心专利（US6365140，变性淀粉溶液及其在个人护理中的应用），凭借这一个专利该公司成为综合实力最强的专利权人。

变性淀粉核心专利的文本聚类如图8所示。由图8可见，变性淀粉核心专利技术分布集中在：淀粉材料（止血材料、交联、凝胶）、淀粉衍生物（化学变性淀粉、淀粉产物、交联剂、成膜特性、酶水解产物）、植物细胞和植物等。

图6 核心专利申请地区全球分布情况Fig.6 Global distribution of core patents per source jurisdiction

图7 变性淀粉核心专利权人竞争力分析图Fig.7 Competitineness analysis of patentees of core patents related to modified starch

图8 变性淀粉核心专利文本聚类图Fig.8 Text clusters of core patents related to modified starch

4 我国变性淀粉专利分析

根据专利地区划分，选择来源地区为中国的专利进行分析，其中申请专利1 384件，授权专利908件，合计2 292件。2 292件中国专利的专利权人竞争力分析图如图9所示，由图9可见，我国变性淀粉专利技术实力较强的专利权人为科研院校（华南理工大学、中国农业科学院农业食品科技学院），而综合实力较强的专利权人集中在中国石油化工股份有限公司和中国石油天然气集团公司。其他企业和科研院校则位于实力相对较弱的区域。

2 292件专利中共包含核心专利10件，列于表2。由表2可见，中国的变性淀粉核心专利大多掌握在外国企业之中，且多集中于医疗健康行业，其中荷兰皇家帝斯曼集团拥有3个核心专利，美国淀粉医疗公司拥有两个核心专利。

图9 中国变性淀粉专利权人竞争力分析图Fig.9 Competitineness analysis of patentees of Chinese patents related to modified starch

5 结论

本文基于LexisNexis公司的全球专利大数据分析系统PatentStrategies，对全球和中国变性淀粉专利技术进行专利授权、布局、技术来源、竞争力及IPC分类等角度的全面分析，并针对变性淀粉领域的核心专利进行了深入分析。分析结果表明：

（1）关于变性淀粉的3 862条有效专利分布在1998-2017年，中国、日本和美国是专利数量较多的国家，其授权专利数量随着时间的推移呈增加趋势，中国的增长趋势较强，在2016年达到了峰值。中国、美国、日本、德国和韩国的发明人主导了变性淀粉技术研究领域。通过对专利权人申请专利保护的国家或地区分布分析，发现各国注重在华专利保护，且美国与德国均非常注重其专利在全球的技术保护，这也是我国企业和研发人员需要注意的一点。

（2）通过对专利的国际专利分类号的分析得出，关于变性淀粉的专利主要集中在A23L 1/00（食品或食料；变性淀粉的制备或处理）、C08B 31/00（淀粉化学衍生物的制备）、C08L 3/00（淀粉、直链淀粉或支链淀粉或它们的衍生物或降解产物的组合物）、A61K 9/00（以特殊物理性状为特征的医药配制品）等领域，而其在医药领域的专利涉及的纠纷最高，IPC分析可以为科研人员提供研发方向和研究方案参考。

表2 中国变性淀粉核心专利列表Table2 Tables of Chinese core patents related to modified starch

（3）通过对专利权人竞争力分析得出拜耳公司是变性淀粉领域专利数量最多、技术实力最强的专利权人，嘉吉公司是综合实力最强的专利权人。我国的变性淀粉领域专利数量虽然较多，但是技术水平及综合实力却相对较弱，我国的企业和科研单位及个人均应引起足够的重视，致力于更高技术水平和综合实力的专利开发工作，力争改变现在的技术弱后的局面，这样才能真正做到科技强国。

（4）通过对专利的文本聚类进行分析得出，变性淀粉专利技术主要分布于以下几方面：原材料（涂层材料、白砂糖、甘薯等）、涂料组分（食品产品、薄膜包衣、水性涂料、纤维素羧甲醚稳定剂）、淀粉衍生物、胶剂（复合变性淀粉、纺织浆料、薄膜包衣）、中间品（产物、淀粉胶粘剂、淀粉浆、工艺领域）。

（5）通过对变性淀粉专利进行强度分析，得出90件核心专利，主要分布在美国、中国、欧专局、日本和加拿大，其中70件集中在美国。通过对核心专利的专利权人竞争力进行分析得出拜耳公司是拥有核心专利最多的专利权人，且是技术力最强的专利权人，而巴菲特旗下的伯克希尔哈撒韦公司是综合实力最强的专利权人。通过文本聚类分析得出变性淀粉核心专利技术分布集中在：淀粉材料（止血材料、交联、凝胶）、淀粉衍生物（化学变性淀粉、淀粉产物、交联剂、成膜特性、酶水解产物）、植物细胞和植物等。

（6）通过对我国专利分析得出，我国变性淀粉专利技术实力较强的专利权人为科研院校（华南理工大学、中国农业科学院农业食品科技学院），而综合实力较强的专利权人集中在中国石油化工股份有限公司和中国石油天然气集团公司。2292件中国专利中共包含的10件核心专利，大多掌握在外国企业之中，且多集中于医疗健康行业。

［1］白速逸,吴素芬,张香香,王树林,王立巧.变性淀粉在食品工业中的应用[J].粮食与食品工业,2006,1:27-29.

［2］何日梅,李庭龙,韦榕柳,等.淀粉改性方法及应用研究进展[J].现代化工，2014,34(12):25-28.

［3］张群,张柏秋.燃料电池车专利情报研究—基于Innography专利分析平台[J].情报杂志,2014,33(9):38-43.

［4］李志瑞,张忠营,张全,等.我国纤维素乙醇生产技术的专利研究近况[J].当代化工，2016,45(9):2256-2259.

［5］沙建超,罗勇,赵蕴华,等.石墨烯透明导电薄膜技术的专利分析[J].化工新型材料,2014,42(9):16-18.

［6］黎东维.国内页岩气开采装备专利发展趋势分析[J].当代化工，2016,45(6):1308-1311.

［7］童丹,韩黎明.国内变性淀粉研究进展—基于专利技术的文献学分析[J].中国马铃薯,2015,29(5):307-310.

［8］童丹.国内变性淀粉专利技术的文献学分析[J].天津农业科学, 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

国家高技术研究发展计划，项目号：2014AA021906集成化全组分高效利用非粮木薯原料的关键技术研究；中国石油大学（北京）研究生教育质量与创新工程项目，项目号：YJS2016044大数据环境下面向科研创新全过程的专利信息服务模式研究。

2017-01-23

张芹（1981-），女，江苏盐城人，博士，研究方向：化工情报。E-mail：zhangqin_cup@cup.edu.cn。