基于专利分析的食品行业技术创新研究
吴素春1，胡青枝1，王纯阳2
（1．武汉轻工大学经济与管理学院／食品安全研究中心，武汉 430023；2．南达科他州立大学农业与生物科学学院，美国 南达科他州 布鲁金斯 57006）
摘要： 依托SooPAT搜集食品行业2008—2017年专利数据，对中国食品专利申请量、技术分布、主要申请人、法律状态等进行分析，揭示食品行业技术创新的特点和趋势。结果表明，食品行业技术创新不断进步，但核心技术创新能力不足；核心技术领域分布较为稳定，食品制备处理及一般保存是重点研发领域；专利申请人以企业、高校和个人为主，但核心技术创新依赖于研发实力雄厚的企业和高校；根据内外部环境变化，申请人的技术领域在适时调整；从法律状态看，食品技术活跃度和创新度在提高，申请人专利保护意识逐渐增强。最后提出了促进食品行业技术创新的建议。
关键词： 食品行业；技术创新；专利
食品行业连接着中国18亿亩耕地产出的农产品的加工增值与13亿多人口对营养健康、安全放心食品的需求［1］，是中国最大的“民生产业”和现代“餐桌工程”。据英国研究咨询机构（Global Data）发布的数据，2015年全球食品市场总规模为6．3万亿美元，预计2020年将增长至7．7万亿美元。中国是食品生产和消费大国，但不是食品科技强国。放眼国内外市场，全球食品产业装备更新速度加快，加工制造向智能低碳转变，市场需求变化多端，全营养、高科技和智能化成为食品产业技术创新的主导方向。近年来，国外大型食品企业通过标准、技术和装备的垄断及人才的争夺，将技术领先优势转化为市场垄断优势，大举进入中国食品市场［2］。然而，中国食品研发投入不够，基础性研究欠缺，产业核心技术与装备相对薄弱，企业缺乏自主创新，高附加值产品和特色产品缺乏。食品生产导致的原料浪费、环境污染以及个性化需求、安全与营养等一系列问题均未得到根本解决。
专利是衡量技术创新的重要指标，公开披露的专利信息具有传播发明创造、保护知识产权、避免侵权纠纷、启迪创新思路的作用［3］。对专利信息进行整理分析，有助于揭示技术创新的特点和趋势，进而有针对性地开展研发工作。现有食品专利研究文献主要分为全行业和某一细分行业研究。在全行业研究方面，重点研究三种类型（发明、实用新型和外观设计）专利情况［4］，而在某一细分行业方面，则通过专利分析揭示相应细分行业的技术创新特点［5，6］。鉴于专利情报分析的专业性，定量研究仍然缺乏，指导产业实践的研究不足。因此，以专利分析为出发点，研究食品行业技术创新的特点及发展态势，对提高中国食品行业科技创新和产业支撑能力，增强国际竞争力具有重要意义。
1 数据来源与研究方法
SooPAT是将互联网上免费的专利数据库进行链接和整合的专利信息搜索引擎，该平台的中国专利数据来自国家知识产权局互联网检索数据库。为了获取中国食品行业相关专利数据，利用SooPAT（http：//www2．soopat．com/Home/IIndex）检索食品行业专利信息，检索时间段为2008—2017年，检索日期为2018年5月1日，输入主题词“食品”，对发明、实用新型和外观设计三种类型专利进行检索。根据所得数据，建立分析样本，对中国食品行业专利申请量、技术领域分布、主要申请人、法律状态等进行深入的统计分析。由于受专利申请公开日的影响（未申请提前公开的发明专利在申请日18个月后才公开）以及专利数据库存在的误差，2016—2017年的专利数据仅供参考。
2 中国食品行业专利概况
2．1 食品专利申请量
自1984年专利法颁布，中国已初步形成具有自己特色的专利法治环境。2008年专利修正案将立法宗旨概括为 “提高创新能力”“促进科学技术进步和经济发展”［7］，较为完善的法治环境为技术创新创造了条件。根据食品行业专利申请量年度变化趋势（图1）可以看出，2008年以来，中国食品行业专利申请量呈持续增长趋势，2016和2017年分别达到14 196和14 778件。令专利申请量为因变量Y，年份为自变量X，运用古典线性回归分析法，预计2018年专利申请量将突破1．5万件。
图1 食品行业专利申请量年度变化趋势
图2 展示了食品行业三种类型专利申请量年度变化情况。2008—2017年，食品行业发明专利和实用新型专利申请量不断上升，特别是发明专利上升明显，外观设计专利在2008—2012年缓慢增长，2012年后比较平稳。2008—2012年，三种专利数量由高到低为排序为外观设计专利、发明专利、实用新型专利，但在2012年后，发明专利的飞跃式增长使其申请量超过外观设计专利；紧接着是实用新型专利，也于2014年后超过外观设计专利。
图2 食品行业三种类型专利申请量年度变化趋势
对上述64个主要申请人所属区域进行分析，如图5所示。江苏、浙江、安徽和山东4省是申请人的主要聚集区，占全部申请人的71．89%，这可能与当地的食品行业发展和对技术创新的重视程度有关。良好的行业基础和创新氛围可以调动申请人的研发积极性和知识产权保护意识，创新产出比较高。
2．2 食品专利技术领域分布
完整的国际专利分类IPC分类号包括部、大类、小类、主组、分组，如 A01B 1／00，其中 A 为部、01为大类、B为小类、1为主组、00为分组［8］。 通过专利在不同类别中的数量，可以明确行业技术领域分布特点。以IPC的四位分类法（如A01B），对食品行业专利申请量前10位（1985年至2018年5月1日的数量排名）的专利进行分析。由表1可见，专利主要集中在A部（人类生活必需），具体涉及食品工艺、医用或化妆品的配制、化合物特定治疗、乳制品及其制备、食品贮存、厨房用具等。其中，A23L的申请量最多，高达69 858件，远高于排名第二的A61K和第三的A61P，说明食品的制备处理及一般保存是食品行业的重点研发领域，其他食品相关配置品、贮存运输容器和测定材料也在研发中占有重要地位。
从食品行业技术分类的年度变化情况（图3）来看，A23L近10年一直保持稳定增长，并且在各年的比重始终最大。其他技术领域专利也都有不同程度的增长，且各技术领域专利占比年度间没有出现明显变化。
从表2可以看出，树脂脱附液经Fenton氧化+Ca(OH)2预处理后，TOC和UV254均得到很好的去除，TOC去除率在53%左右，UV254去除率在44%左右。纳滤膜能截留废水中大部分的有机物，预处理后的树脂脱附液纳滤渗透液对TOC和UV254的去除率分别为97.64%、97.06%，效果均优于未预处理的树脂脱附液纳滤渗透液(TOC和UV254的去除率分别为96.08%、93.00%)。
表1 食品行业主要IPC分类及专利申请量
图3 食品行业专利IPC分类的年度变化情况
2．3 食品专利主要申请人
通过分析主要申请人，可以揭示食品行业技术实力的分布主体及其专利布局。统计2008—2017年历年专利申请量前10位的申请人，共得到申请人64个，申请人性质分布情况见图4。由图4可知，超过一半的申请人是企业，占主要申请人总数的60．94%，其次是个人，占 34．38%；高校和科研院所及其他机构占比均为1．56%，可见食品行业技术创新的主体是企业。
在热卡充足的情况下,糖尿病肾病早期蛋白质入量限制在0.8 g/(kg·d),对于大量蛋白尿和肾衰竭患者蛋白质入量限制在0.6 g/(kg·d),以优质蛋白为主。合并肝病、妊娠或生长发育期不宜过度限制蛋白质入量
图4 食品行业专利主要申请人性质分布
中国食品行业技术创新较长时期内以外观设计专利为主，发明专利和实用新型专利较少，核心技术创新能力不足，近年来有了很大改观。由于发明专利技术含量最高，且国家对原始创新和基础性研究的支持力度加大，申请主体也更加关注发明专利。此外，激烈的市场竞争和食品消费的多样化和个性化也使食品企业认识到核心技术的重要性，将更多的研发力量投入到新产品开发中，催生越来越多的发明专利和实用新型专利。
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1.解忧杂货店的杂货店升级为“无人超市”，摆在货架上的商品均有班币标价，同学们可在任意课余时段用班币选购商品，你只需要把相应的班币放入货架旁边的诚信储存箱即可。
图5 食品行业专利主要申请人区域分布
图6 食品行业专利申请量前10位的申请人
从食品行业专利主要申请人三种类型专利占比情况（图7）可以发现，这些申请人在三种类型专利申请量上严重失衡。苏州艾杰生物全部是发明专利，江南大学发明专利占全部专利的90%以上；牧原食品和九阳股份大部分是实用新型专利；安徽燕之坊的发明专利和实用新型专利比例相当；个人申请人的专利全部都是外观设计，上海金丝猴食品也几乎都是外观设计。可见，食品行业整体上缺乏核心创新和内涵式创新，并且发明专利产出主要依赖企业和高校。实用新型专利的高比例体现了食品的行业性质，很多食品属于快消品，快消品寿命短、消费快，重视包装和品牌，依赖于消费者的频繁消费，通过规模化的市场实现利润和价值，实用新型专利无疑成为该行业机构的研发重点。从企业实力演进看，中国大部分食品企业是中小企业，甚至是小微企业，各方面还不成熟，研发实力不强，主要靠实用新型产品发展，为了塑造产品形象，外观设计创新投入不在少数，所以外观设计专利占比高。随着企业发展日趋成熟，市场竞争日趋激烈，食品企业必须加大力度提高核心技术竞争力，对发明专利的研发应当持续投入。
图7 食品行业专利主要申请人三种类型专利占比
对食品行业主要申请人2008—2017年专利总量前10位的技术领域进行分析，结果如图8所示（华炳南、邱文华、王士荣、华兆群等个人的专利均为外观设计，未能代表行业核心技术竞争力，因此未分析个人申请人）。江南大学、安徽燕之坊、上海金丝猴食品的研发重心均在A23L，其中安徽燕之坊在该领域的专利占其前10位专利总数的60%以上，说明A23L技术是食品行业的核心技术领域，吸引众多机构在该领域布局。除A23L领域外，各机构的研发侧重各有特色。九阳股份和苏州艾杰生物的技术布局比较单一，九阳股份把精力几乎都放在A47J领域，苏州艾杰生物则重在G01N领域，这与其各自的产品性质高度吻合。九阳股份致力于健康饮食电器领域，提供智能便捷的厨房生活解决方案；苏州艾杰生物专门从事临床诊断、亚健康检查、预防医学侦测、食品安全快速就地检测的研发、生产和服务。江南大学和安徽燕之坊除了注重A23L领域，在其他技术领域也都有所布局。牧原食品则主要关注A23L、B65D、B65B三个领域。上海金丝猴食品对B65D领域的关注程度不亚于A23L领域。
2）从技术领域分布看，食品行业专利主要集中在A部，具体涉及食品工艺、医用或化妆品的配制、化合物特定治疗、乳制品及其制备、食品贮存、厨房用具等。其中，A23L领域的专利申请量最多，并且近10年一直保持稳定增长。说明食品的制备处理及一般保存是行业的重点研发领域和竞争领域，食品相关配置品、贮存运输容器和测定材料也在研发中占有重要地位。其他技术领域专利也都有不同程度增长，且各技术领域专利占比年度间没有明显变化。
图8 食品行业专利主要申请人专利总量前10位技术的IPC分布
对主要申请人各年专利申请量前三位的技术领域进行进一步分析，结果见表2。江南大学前三位技术领域比较稳定，基本集中在A23L、C12N（微生物或酶；其组合物；繁殖、保藏或维持微生物；变异或遗传工程；培养基）和C12R（与涉及微生物之C12C至C12Q小类相关的引得表）领域，但顺序在2015年发生变化，之前A23L领域稳居第一，之后C12N成为专利申请量最多的技术领域。苏州艾杰生物一直致力于G01N和C12Q领域 （包含酶或微生物的测定或检验方法；其所用的组合物或试纸；这种组合物的制备方法；在微生物学方法或酶学方法中的条件反应控制），2011年后没有发现新的技术。与苏州艾杰生物类似，上海金丝猴食品专注于A23G（可可；可可制品；可可或可可制品的代用品；糖食；口香糖；冰淇淋；其制备）和A23L领域，2009年后未发现新的技术。安徽燕之坊则与九阳股份相似，首要技术领域为A23L和A47J，排在第二、第三位的技术经常发生变化，但安徽燕之坊基本都集中在A、B两个部，九阳股份除了A部外，F、H、G、B部均出现过。牧原食品2012年开始申请食品专利，除2012年外，其他年份排首位的技术一直是A01K领域（畜牧业；禽类、鱼类、昆虫的管理；捕鱼；饲养或养殖其他类不包含的动物；动物的新品种），其他技术领域没有明显规律。
表2 主要申请人各年前三位技术的IPC分布
2．4 食品专利法律状态
专利申请过程中及申请成功后会经过各种效力阶段，专利当前所属的效力阶段就是其法律状态。法律状态大致分为三种：一是不稳定状态，如“公开”“实质审查”；二是相对稳定状态，如“授权”，有些专利可能维持到“届满”，有些则可能因未按时缴纳年费而“终止”；三是稳定状态，如公开后的“撤回”、审查过程中的“视为撤回”“驳回”、授权后的“放弃”“视为放弃”、被“撤销”或“无效”。SooPAT将专利法律状态分为公开、实审、有权、避重放弃、驳回、主动放弃、视为放弃、视为撤回、撤回、未缴年费、届满、终止、无权等13种。
食品行业近10年专利法律状态如图9所示。处于有权、未缴年费、实审、视为撤回、公开、驳回的专利占比依次为 33．72%、28．95%、18．83%、9．84%、4．04%和3．75%，其余7种法律状态的累计占比不到1%。有权状态的专利占比最高，其次是未缴年费状态。专利权人未缴纳年费是导致无效专利的主要原因，并非是专利过了保护年限，这在一定程度上反映出专利权人资金短缺问题。实审状态的较高比例说明中国食品专利申请量在增加，专利审查机构负荷较重，同时也说明审查机构有必要改进工作方法，加快专利审查进度，维护专利申请人权益。
图9 食品行业专利申请法律状态总体分析
3）从主要申请人看，食品行业技术创新的首要主体是企业，科研实力雄厚的食品院校也是重要力量，一些富有创意的个人在外观设计方面是专利的高产者。江苏、浙江、安徽和山东四省是专利申请人的主要聚集区，说明良好的行业基础和创新氛围可以调动主体的研发积极性和专利保护意识。虽然主要申请人专利申请量都很高，但三种类型专利比例不均衡。食品行业整体上缺乏核心创新和内涵式创新，发明专利产出主要依赖企业和高校。实用新型和外观设计专利的高比例体现了食品行业的性质和企业特点，即食品的快消品性质和大部分食品企业是中小微企业。A23L是食品行业主要申请人的核心技术领域，各机构的研发侧重与产品特点吻合。根据内外部环境变化，不同申请人适时调整技术领域。
图10 食品行业专利法律状态年度变化情况
3 食品行业技术创新特点
由上述的专利分析可以归纳出中国食品行业技术创新的发展特点。
1）从专利申请量看，2008年以来，中国食品行业专利申请量持续增长，技术创新不断进步。食品行业技术创新在较长时期内以外观设计为主，发明和实用新型专利较少，核心技术创新能力不足，但近年来有了很大改观。2012年后发明和实用新型专利申请量大幅提升，特别是发明专利。国家对原始创新和基础性研究的支持推动创新主体关注发明专利，市场也在驱动创新主体深刻认识核心技术的重要性，将更多的研发力量投入到核心技术创新中。
全市人口密度高达628人/km2，农业人均耕地不足0.1 hm2,人多地少的矛盾十分突出。向陡坡地要粮，使土地垦殖率平均高达60%以上；加之长期形成的顺坡种植，加剧了水土流失。
从2008—2017年各年食品专利法律状态占比（图10）来看，未缴年费、实审、公开、视为撤回等几种状态随年度发生较大的变化，未缴年费和视为撤回两种状态有明显减少趋势；相反，实审和公开两种状态则出现增加趋势，特别是2013年后增加明显。此外，有权状态也有较大幅度增加，而驳回的法律状态近两年则显著减少。可见食品行业各机构的专利保护意识逐渐增强，而且开始关注专利的含金量，专利质量有所提高。
他进一步介绍，自2017年8月8日建设“平安西江”行动启动以来，肇庆海事局始终以问题导向，不断健全政府、企业、社会三位一体的水上安全治理架构，切实推动水上安全由一元管理向多元治理转变，全力打造“共建共治共享”西江水上安全治理新格局。现如今，肇庆市各涉水部门对水上安全的认识不断加深，不断沟通有无并逐渐达成共识，大家主动作为，勇于担责，水上安全“铁三角”初步建成，安全形势更加稳定。尤其是今年1-11月份西江肇庆段 “零事故零伤亡零污染”，“平安西江”建设初见成效。
对2008—2017年历年专利申请量前10位的申请人的专利申请量进一步累计排名，前10位的申请人及专利申请量见图6。申请人包括5家企业，4名个人和1所高校。排前五位的是江南大学、华兆群、苏州艾杰生物、安徽燕之坊和王士荣，申请量均超过500件，江南大学更是高达2 029件。这进一步证明企业是食品行业的创新主体，而科研实力雄厚的食品院校也不容小觑，如江南大学的食品类学科创建早、基础好、覆盖面广，拥有食品科学与工程国家一级重点学科和食品科学国家重点实验室；安徽燕之坊是一家现代化粗粮食品综合性企业，不断与安徽农业大学、合肥工业大学、江南大学等高校合作开展研发创新，实现优势互补；另外，一些富有创意的个人也成了专利的高产者。
4）从法律状态看，主要状态是有权、未缴年费、实审、视为撤回、公开和驳回，处于有权状态的专利占比最高，其次是未缴年费。未缴纳年费是导致无效专利的主要原因，反映出申请人资金短缺问题。实审的较高比例说明中国食品专利申请量在增加，专利审查机构负荷较重，有必要改进工作方法，加快专利审查进度，维护专利申请人权益。近10年来，未缴年费、实审、公开、视为撤回等状态随年度发生较大变化，未缴年费和视为撤回有明显减少趋势；而实审和公开状态则在增加。另外，有权状态也有了较大幅度的增加，而驳回状态近两年则显著减少。可见食品行业创新主体的专利保护意识在增强，专利质量有所提高。
4 食品行业技术创新对策
4．1 有效实施食品专利战略
技术研发前期，深入调查专利状况，了解相关技术领域专利水平，进行针对性创新，保证专利的新颖性和创造性。在把握竞争者专利状况的基础上，抓住专利技术布局缺失之处，加快专利战略布局，聚焦优势技术领域，将专利布局与产品布局相结合［9］。
专利申请时，适当采用抢先申请和专利审查侵权行为等策略使本专利占据先发优势。审查部门严格审查专利，保证专利质量，缩短专利审查期限，维护专利申请人权益。实力较弱的食品企业，可先购买专利或使用有价值的失效专利满足技术需求，同时通过产学研合作提高自身研发能力。
招远东汤地热田地热水的14C分析结果见表3，将所测数据带入上式，得出招远东汤地热水年龄在3000a左右，而末次冰期发生时间在10ka以前，因此可以排除时间因素对D与18O值的影响。
做好专利保护和防御。大中型食品企业、高校和科研院所及政府部门开展多元化合作，推动建立专利保护联盟。在保护核心技术的基础上尽可能向外围、上下游及储备专利延伸，形成完善的专利保护网［10］。专利权人采取合理措施保护核心技术，防止侵权行为。强化科技成果转化服务，发挥科技中介作用，构建产品开发与中试孵化、技术转移转化、技术发布与交易平台，加速科技成果转化为现实生产力。
4．2 加大食品技术创新投入力度
明确投入主体责任，将产业链、创新链和资金链相匹配。国家应继续支持食品科技创新，地方政府要鼓励当地特色食品工业技术创新。完善多渠道、多层次的投融资机制和经费筹措方式，发挥企业技术创新主体作用。在资金配置上，除了着眼于支撑技术创新的硬件设施建设，还要扶持产业技术创新联盟，支持食品企业建立高水平研发机构。保证重点技术创新专项的稳定投入，支持前沿技术研发。另外还要加大投入培育壮大食品科技创新队伍，在新兴领域培养科技领军人才和创新团队。
4．3 适时调整食品技术创新领域
食品技术创新活动应与国家食品科技创新政策与计划方向契合。如按照《“十三五”食品科技创新专项规划》的要求，技术创新要着重体现均衡营养、方便特色、高效智能、绿色低碳和创新设计等目标，在加工制造、机械装备、食品安全、冷链物流、营养健康和颠覆性技术等主要领域，凝练具体项目和任务。相关创新主体应构建动态技术创新管理模式，依据食品科技创新发展新形势、新需求和新变化，对自身技术创新领域适时进行科学调整。
4．4 加强多种形式合作创新
食品企业应依托高校和科研院所在学科、人才和科研方面的优势，联合培养创新人才。高校和科研院所则要充分借助企业在技术和市场上的优势，疏通专利转移渠道，促进科研与生产的无缝对接［11］。积极融入全球创新网络，充分利用全球创新资源，跟踪国际市场，建立国际食品技术创新联盟，开展多种形式的技术交流活动，打造国际食品研发中心和食品产业创业基地，大力引进食品先进技术和高端人才。
傍晚时沿着城墙根散步，我们似乎感受到了历史的挤压和古老文明所具有的源源活力。而从幽暗高大的城门洞穿过，则是一种更为奇特的体验——仿佛从这里便可径直走进秦时明月汉时关。
参考文献：
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Technology innovation of food industry based on patent analysis
WU Su－chun1，HU Qing－zhi1，WANG Chun－yang2
（1．Food Safety Research Center／School of Economics and Management，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，China；2．College of Agriculture and Biological Sciences，South Dakota State University，Brookings 57006，South Dakota State，America）
Abstract： Based on SooPAT＇s collection of patent data from 2008—2017 in the food industry， the number of Chinese food patent applications， technology distribution， main applicants， and legal status were analyzed to reveal the characteristics and trends of technological innovation in the food industry．The results show that the technological innovation in the food industry continues to improve， but the core technology innovation ability is insufficient； the distribution of core technology areas is relatively stable， food preparation and processing and general preservation are key research and development areas； patent applicants are mainly enterprises， universities and individuals， but core technologies innovation relies on companies and universities with strong R＆D capabilities； according to internal and external environmental changes， the applicant＇s technical field is adjusted in a timely manner； from the legal status， food technology activity and innovation are improving， and applicants＇awareness of patent protection is gradually increasing．Suggestions for promoting technological innovation in the food industry were put forward．
Key words： food industry； technology innovation； patent analysis
中图分类号： C939；G353．1；TS20
文献标识码： A
文章编号： 0439-8114（2019）15-0139-07
DOI： 10．14088/j．cnki．issn0439-8114．2019．15．033
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
吴素春，胡青枝，王纯阳．基于专利分析的食品行业技术创新研究［J］．湖北农业科学，2019，58（15）：139-145．
收稿日期： 2018-09-16
基金项目： 湖北省教育厅科学技术研究计划项目（B2017073）
作者简介： 吴素春（1983-），女，广西贺州人，讲师，博士，主要从事技术经济与创新管理研究，（电话）13476111841（电子信箱）wusuchun12345＠163．com。
标签：食品行业论文; 技术创新论文; 专利论文; 武汉轻工大学经济与管理学院论文; 食品安全研究中心论文; 南达科他州立大学农业与生物科学学院论文;