艾叶提取物用于日化产品关键技术专利导航分析简报
艾叶提取物用于日化产品关键技术专利
导航分析简报
艾叶作为一种传统中药材,具有温经止血、散寒止痛、祛湿止痒等功效。现代药理学研究表明,蕲艾及其活性成分表现出优异的抗炎、抑菌、抗氧化作用,在调节免疫、保护肝脏、抑制肿瘤方面均有效果。随着对艾叶化学成分的研究逐步深入,其活性成分的作用机制和机理不断被揭示,艾叶的应用领域也越来越广,从中药材逐步扩展到日用品、化妆品、食品、保健品、口腔护理产品等多个领域。
本报告重点分析了艾叶提取工艺的重点技术以及在日化产品中的具体应用方向,对相关技术发展趋势、区域分布、重点申请人等进行了研究,并结合蕲春艾叶产业发展实际,从产业布局、技术升级、人才培育、招商引资、知识产权保护等方面给出了建议。
艾叶产业中国整体优势明显,主要应用领域为中药和艾灸,日本、韩国日化领域优势明显
艾草产业在全球范围内迅速发展,预计到2025年将达到50亿美元左右。在中国,艾草产业得到了政府和企业的广泛关注和支持。中国是全球最大的艾草种植国家,种植面积和产量均居世界首位。国内艾草的原产地主要分布在湖北省蕲春县和河南省南阳市。全国每年艾叶的干叶产量仅约10万吨,但市场需求超过30万吨。当前,蕲艾完成了从零星种植到规模化种植的转变,市场上已经形成的系列产品众多。
艾叶专利申请量全球排名首位的是中国,其次是韩国、日本。在中国艾叶应用最多的领域是中药和艾灸,其次为造纸、食品和日化产品;而在日本艾叶应用最多的领域是日化产品,其次为食品,韩国则是日化产品和食品相当。
从中国区域分布来看,艾叶领域申请量最大的为广东,其次为山东和河南,湖北排名第七。湖北在艾叶应用于艾灸领域的申请量远远高于其他领域,且通过比较湖北蕲春和河南南阳两大艾叶主产区可以发现,湖北在艾灸领域的优势大于南阳。
日本和韩国化妆品巨头对艾叶提取物相当关注,广州在艾叶的提取工艺研究与日化产品开发上遥遥领先,蕲春在湖北具有明显区域优势
2013年至2016年艾叶提取物用于日化产品的整体专利申请量呈快速增长的趋势。中国专利申请量的增长趋势与全球专利申请量的增长趋势相近,成为全球专利申请量增长的主要拉动因素。中国的相关专利申请量占比超过50%,其余依次为韩国、日本、美国、法国。
艾叶提取物应用于日化产品领域全球排名前十的申请人主要来自东亚,其中6家来自中国。国内申请人广州暨南生物医药研究开发基地有限公司、广东暨晴生物医药科技有限公司、暨南大学排名靠前,其中广东暨南生物医药研究开发基地有限公司依托暨南大学进行研发,研发实力较强。湖北企业惠春蕲艾健康产业发展有限公司也跻身全球前十。国外申请人日韩企业更加关注艾叶活性成分的提取和具体功效的研究,日本企业株式会社资生堂、宝丽化学工业有限公司、株式会社诺薇雅,韩国企业爱茉莉太平洋有限公司也是艾叶提取物在日化产品中应用的主要申请人。
国内将艾叶提取物用于日化产品的地区主要集中在广东、江苏、山东、安徽、广西、湖南、河南、湖北等地。湖北省在该领域,除蕲艾龙头企业湖北惠春蕲艾健康产业发展有限公司、李时珍医药集团有限公司、湖北福络堂生物科技有限公司以及中南民族大学外,其它申请人的申请量非常少。湖北省内主要申请人有三家来自蕲春县,宜昌、十堰、孝感、黄石等地区也有企业从事艾叶提取以及日化应用的研究,但数量均较少。蕲春在艾叶提取物应用于日化产品领域在湖北具有明显区域优势。
广东在提取工艺方面优势大。在日化产品中,化妆品中的护肤品最受关注,潜力大
国内关注艾叶提取工艺的地区中广东省具有较大优势,这归因于其较为重视产学研合作和成果转移转化。艾叶的目标提取活性成分主要为挥发油、黄酮和多糖。艾叶提取工艺主要围绕降低有害残留、脱除杂质、提高产品纯度、保留活性成分、提高提取效率五个方面进行改进,其中提高产品纯度、提高提取效率和降低有害残留是研发的重点。
艾叶提取物在日化产品的具体应用主要有以下几个方向:化妆品、肥皂及洗涤剂、香料香精油、蚊虫趋避剂及口腔清洁用品。关注应用最多的是三个亚洲国家:中国、韩国和日本。中国创新主体申请量在2016-2018年达到顶峰,后续有所下降,而韩国的专利申请量在2014-2015出现小高峰,2020年达到了顶峰,说明韩国近年来对含有艾叶提取物的化妆品有较大的关注度。韩国主要创新主体爱茉莉太平洋公司申请时间较为均衡,其对艾叶提取物应用于日化产品的研究有持续的关注和创新。
在具体应用领域中,化妆品类产品不仅申请量最大,且其在2019年以后申请量也有所增长,是发展较好的一个方向。化妆品中值得关注的是护肤品,我国《已使用化妆品原料目录(2021版)》中收录了艾叶油、艾叶提取物等原料。近几年,艾叶在护肤品领域的应用越发广泛,其最主要的用途是抗菌,其次是抗衰老,应用较少的是美白和抗炎。另外艾叶精油不仅可以直接使用,还可以作为功能添加成分或香料添加至各类日化产品中,且将已经商品化的艾叶精油和其他精油简单混合复配制成混合精油进一步添加至日化用品中是最为普遍的。
日韩关注下游应用,中国关注中游提取工艺。湖北在艾叶的提取物布局上数量较少、方向分散
从产业链整体布局看,由于文化背景,专利申请主要集中于亚洲地区,中国专利申请量在全球具有显著数量优势,我国主要申请人对中下游的布局,更多集中于中游核心提取技术上。与之相反,韩国与日本虽然专利申请量不及中国,但其产品化的能力较强,因此日韩两国的专利主要集中于下游的产品应用,国际大品牌日本资生堂和韩国爱茉莉也进行了中游提取技术的专利布局。
具体到我国,广东省属于艾叶提取物用于日化领域专利布局的领先省份,艾草的原产地湖北和河南,在我国艾叶提取物用于日化产品的产业链中,在中游和下游均有一定数量的专利申请,其中河南在中游的专利申请占比较大,体现其对核心提取技术的关注,湖北和广东的中下游占比较为接近。湖北省作为蕲艾的种植地,在艾灸等中医药领域,已成功打造蕲春艾叶品牌并广泛传播,但在艾叶的提取物布局上,数量较少,专利布局方向较为分散。
不同创新主体研发布局方向各有不同
韩国企业爱茉莉太平洋有限公司对艾草提取的研究起步早,1989年申请第一件专利,2008年之后,其对艾草提取工艺以及活性成分的研发重视程度增加,申请量有所增加。从技术分支看,提取占比33%,下游应用占比67%,其主要研发目标定位化妆品,特别是护肤品,占下游应用申请量的46%。从技术功效看,其对功效的关注已经从抗菌转变为抗衰老和美白上。从技术发展和专利布局看,其工艺经历了:有机溶剂水混合提取——超临界流体萃取——提取与发酵结合——皮肤美容液作为提取液的发展路线。2010年之后,其提取工艺的改进,更关注工艺对抗氧化、抗衰老等效果的影响。而对下游的布局,已经从开始的护肤品、毛发洗护、洗涤剂、香料的多点布局集聚到专注美白护肤。
广州暨南生物医药开发基地有限公司是暨南大学孵化的科技成果转化企业,其主营业务有护肤品、沐浴用品、头发护理产品等。2015年开始申请专利,申请量主要集中在企业初创期2015-2017年,此后申请量急剧下降。其有效专利占比为37.29%,有效率较低,这可能与化妆品组合物专利的撰写质量较低以及相关技术被提前公开有关。从技术分支看,该公司以下游应用型专利为主,化妆品申请量最大,占下游应用专利申请总量的71%,包括护肤品、毛发洗护生长制剂、洗涤制剂,其次是肥皂和洗涤剂以及口腔清洁用品,分别占比11%和7%。综合市场以及专利信息,该公司核心技术在于艾叶的提取工艺,其提取工艺经历了:有机溶剂提取——超临界二氧化碳萃取——超临界二氧化碳萃取加分子蒸馏综合开发的三个阶段。2017年之前,在提取工艺的外围布局了大量艾叶提取物的下游应用专利,近年来则围绕艾叶提取物的检测技术进行布局。广州暨南生物医药研究开发基地有限公司的技术合作与转化包含多种形式,如技术转让、合作研发、技术支持、专利转让等。技术转让方面,其艾草综合开发技术以1.5亿元的价格转让;合作研发方面,与广东暨晴生物医药科技有限公司、广州市灏然科技有限公司等公司成立联合实验室;技术支持方面,与广东以外地区的公司合作,如南阳华康公司、南阳艾久堂公司等,针对其艾叶种植、提取等生产中遇到的问题提供技术支持;专利转让方面,其已向5家公司转让了24件专利。
中南民族大学属于湖北本土高校,主导中药艾叶国际标准的建立。在艾草的研究方向,主要有万定荣团队和洪宗国团队,相对而言,万定荣团队对蕲艾的研究适合于与企业合作,实现科技成果转化。
产业发展建议
(一)补链强链,促进产业升级
截至2022年底,蕲春全县种植蕲艾面积达22万亩、拥有种植专业合作社530多个,全县蕲艾加工企业560多家。在对湖北艾叶相关产品的分析中,可以发现湖北以及蕲春在艾灸方面的优势最大,这也与蕲春产业目前的发展相匹配。且和我国另一艾叶主产区南阳相比,蕲春在艾灸上的优势也十分显著,但蕲春在日化产品领域优势不大。
首先,无论是艾灸的制作还是艾叶提取物的制备,都会涉及艾叶的初级加工,蕲春应充分利用现有的艾叶初级加工产业链,补强艾叶综合加工利用链,艾叶综合加工利用是后期向日化领域和医药方向发展的基础。且从产业链整体布局来看,我国主要申请人对中下游的布局,更多集中于中游核心提取技术上,也有利于蕲春在该技术上寻求合作。如广州暨南生物医药研究开发基地有限公司(包括暨南大学王一飞团队),其核心技术艾草有效成分的综合利用以1.5亿人民币的价格拍卖;又如中南名族大学万定荣团队,其主要研究方向集中于艾叶中活性成分的分离提取,且对艾叶挥发油、总黄酮和多酚均进行了全面关注;蕲春企业李时珍国灸集团蕲艾产业(蕲春)有限公司目前拥有国内最先进的艾加工生产流水线,以及“消”字号和“妆”字号的标准化车间,产品覆盖药灸、家居、化妆品、艾灸器材等5个方面。增加生产线种类,产品全覆盖,形成大健康产业链是蕲春艾叶加工企业的发展方向之一。
其次,支持创新要素向企业集聚,加快培育一批具有市场竞争力的创新型领军企业,引导企业加大研发投入和开展创新活动。在蕲春艾草产品发展的过程中,龙头企业需要发挥带动作用。当前蕲春艾草生产多是小规模生产,龙头企业应该将这些企业串联,加强交流合作,牵头建立统一的生产标准,加大对质量控制、提取纯化、机制研究等领域基础研究,推进化学、生物、新材料等高新技术在产业中的应用。
(二)加强产学研合作,推动研发创新精准突破
蕲春县政府加大支持力度,引导建设产业基地,引进高科技人才,推动当地企业与省内高校农业院系的合作,提升蕲艾产品的质量。同时,聚焦“蕲艾+美容”,开发创新性产品,将蕲春艾草与市面上的普通艾草相区分,避免同质化。韩国企业爱茉莉太平洋有限公司对艾叶的活性成分及其在护肤品上的应用有持续关注,其研究重点放在了附加值更高的抗衰老和美白的护肤品中。因此,除传统的抗菌功能外,蕲春相关企业应加大对蕲艾美白、抗衰老等机制研究,挖掘蕲艾产品本身的独特性,实现蕲春艾草产业的可持续发展。
蕲艾本身缺乏化妆品生产线,湖北省也缺乏相应的植物提取物的日化知名品牌,建议对于蕲艾中高价值提取物,如挥发油、黄酮和多酚,进行综合开发利用。加强与湖北本地中南民族大学万定荣团队合作,通过高校的技术支持,与蕲艾的种植优势联合,在政府扶持下孵育高价值中游产业,打造蕲艾品牌,并加强与上海家化、上美股份等涉及植物提取物的日化企业合作。
(三)加大知识产权保护和转化运用,以专利产业化促进产业高质量发展
一方面,需加强知识产权保护布局。知识产权作为企业重要的无形资产,其拥有量能够证明企业的创新能力,以此获取客户信任,树立企业品牌。应围绕蕲艾种植、提取、应用等全产业链,构建专利、商标、地理标志、商业秘密等知识产权保护的“组合拳”。且在与企业、高校的合作中应注重知识产权保护,明确知识产权的归属和合作权益分配,避免知识产权纠纷。另一方面,要强化知识产权转化运用。引导企业通过专利转让、许可、质押等方式加快专利技术成果的转化与应用。建立以企业为主体、市场为导向、高校院所为支撑的“产学研用”合作机制,加快推动科技成果转化为现实生产力。
(四)利用品牌价值,增加产品附加值
当前,蕲春艾草产品的初级加工产品较多,品牌价值低,工艺科技含量较低,因此须不断提升蕲春艾草产业的深加工能力,通过产品附加值的提升,焕发产品生机。2010年,国家质检总局就对“蕲艾”实施地理标志产品保护,蕲艾品牌价值已由2015年的35亿元逐年提升至至110 亿元以上,跻身全国百强品牌,排名逐年提升至前30名。可见就蕲艾而言,其品牌价值巨大。
同时蕲艾产品本身具有医用价值,政府可大力扶持蕲艾精油、黄酮等各类提取物相关企业,并在此基础上联合化妆品企业开发有品牌影响力的日化产品,尤其是附加值较大的护肤品,增加产品利润。不断健全蕲艾日化产业链,加强对特殊功能如抗衰老、美白等功能的研究,挖掘蕲春艾草产品的美容价值,满足消费者日益增长的健康需求,推动蕲春加快构建大健康现代化产业体系。
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