微生物發(fā)酵飼料菌株專利分析

李如珍，施嘯奔，俞建良，岳洪浩

微生物發(fā)酵飼料菌株專利分析

李如珍1，施嘯奔2，俞建良1，岳洪浩1

（1. 中糧集團中糧生化專業(yè)化平臺， 北京 100005； 2. 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局， 北京 100088）

以中文數(shù)據(jù)庫中的檢索結(jié)果為樣本，采用定性分析與定量分析相結(jié)合的方式對微生物發(fā)酵飼料領(lǐng)域進行一次全面的統(tǒng)計分析，總結(jié)了微生物發(fā)酵飼料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及在中國的申請量、主要申請人在該領(lǐng)域的研究水平和專利申請狀況，為國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)方向提出了建議，同時為國內(nèi)申請人如何布局及轉(zhuǎn)化專利提供借鑒。最后結(jié)合微生物發(fā)酵飼料的優(yōu)缺點，對其未來進行了展望。

微生物；發(fā)酵飼料；專利

我國是一個農(nóng)牧業(yè)大國，2010-2013年全球飼料產(chǎn)量呈增長狀態(tài)，亞洲地區(qū)位居全球飼料產(chǎn)量第一，2013年全球飼料產(chǎn)量達9.63億t，我國飼料總產(chǎn)量達1.9億t，占全球飼料產(chǎn)量的20%左右［1］，隨著畜禽數(shù)量和飼料需求量的與年俱增,畜禽與人爭糧問題已引起廣泛重視［2］。

近年來，隨著生命科學的興起，利用生物技術(shù)，特別是微生物發(fā)酵技術(shù)來實現(xiàn)新型優(yōu)質(zhì)飼料資源和新型添加劑受到廣泛關(guān)注。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，微生物發(fā)酵飼料的產(chǎn)量得到了快速增長，質(zhì)量也有了顯著提高，微生物發(fā)酵可以提高飼料利用率、促進動物生長、改善生態(tài)環(huán)境和防治動物疾病，避免由于添加抗生素、激素和高銅等物質(zhì)產(chǎn)生的負面影響，具有明顯的經(jīng)濟效益和積極的環(huán)保意義［3-8］。

1 微生物發(fā)酵飼料的專利狀況

在中文專利數(shù)據(jù)庫中，通過各種菌類的名稱作為關(guān)鍵詞進行檢索，并進一步通過關(guān)鍵詞“發(fā)酵”、“飼料”進行限定，經(jīng)過篩選共得到相關(guān)專利申請588件（截至2015年12月31日）。對這588件專利申請進行一個簡單的分析，以考察國內(nèi)對微生物發(fā)酵飼料的研究及進展狀況。

1.1 專利申請量

對所有專利申請按照申請的年代做了分析，如圖1所示。

從圖1可以看出，中國最早的有關(guān)菌類發(fā)酵制備飼料的專利于1987年申請（CN1030608A），其后在相當長的一段時間內(nèi)，國內(nèi)的相關(guān)申請一直處于一個相對沉寂的狀態(tài)，在2010年之前，每年的數(shù)量基本都在20件以下； 2011年是一個轉(zhuǎn)折點，從2011年開始，專利的申請量呈迅猛增長。

1.2 申請人

對申請人的申請數(shù)量做了統(tǒng)計，按照申請數(shù)量的大小統(tǒng)計了比較重要的申請人，如圖2。

圖2顯示了申請量較大的13個申請人，其中青島嘉瑞生物技術(shù)有限公司申請量最大，共計21件專利申請，河南雙成生物科技有限公司以及郭心儀緊跟其后。而在所有的申請人中，除了上述圖中所列舉申請量相對較多的申請人，其余申請人的申請量均比較少，說明在這一領(lǐng)域，目前還沒有那一家公司或者研究機構(gòu)占主導地位，公司、高校和個人都在研究。

圖1 微生物發(fā)酵飼料申請量-年代趨勢圖

此外，個人申請的比例所占較大可能和這一領(lǐng)域門檻較低有關(guān)。微生物發(fā)酵所用的菌種大多都是已知現(xiàn)有的菌種，而發(fā)酵的原料大多都是容易得到的，因而使得研究的難度、投入大大降低，因此有較多的個人進行相關(guān)的研究。但正因為研究的門檻較低，使得個人申請往往變換一些條件就去申請專利，這樣很容易使得申請量增加，但從發(fā)明構(gòu)思上來看，實際都屬于同一個發(fā)明構(gòu)思。

1.3 法律狀態(tài)

對這588件專利申請的法律狀態(tài)做了一個統(tǒng)計。其中在審未出結(jié)果的共計有292件，剩余專利申請的法律狀態(tài)如圖3所示。

在已審的296件專利申請中，駁回、視撤的專利申請共計占31%；目前還維持有效的有169件，占全部的58%，算上授權(quán)后因費用失效的申請，整體的授權(quán)率在69%，說明在該領(lǐng)域，所做的研究還是有相當?shù)膭?chuàng)新性。

在專利權(quán)終止的34件專利申請中，只有4件的保護年限小于5年，余下的最長的保護年限為15年，這也從另一方面說明在這一領(lǐng)域所做的研究對于專利權(quán)人來講，其中的創(chuàng)新度較高，專利權(quán)人愿意繳納專利維持費以盡可能長時間地保護所獲得的專利。

圖3 微生物發(fā)酵飼料專利申請的法律狀態(tài)

1.4 申請地分析

對所有專利申請的來源地做了一下統(tǒng)計，除了有一件申請是日本的，其余的申請都來自于國內(nèi)，選取了申請量較大的省份做了排序，如圖4所示。

從圖4可以看出，申請量大的省份基本都是國內(nèi)的農(nóng)業(yè)大省，由于微生物發(fā)酵的來源通常都是植物的廢棄物，因而對于這些農(nóng)業(yè)大省來講，如何處理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的這些植物廢棄物，從而加以利用，具有得天獨厚的優(yōu)勢。

圖4 微生物發(fā)酵飼料專利申請地

此外，上海、北京的申請量也較多，這和這兩個城市的企業(yè)和科研院所較多有關(guān)，眾多的企業(yè)以及科研院所具備足夠的實力，來對微生物的發(fā)酵做研究。

圖5 微生物發(fā)酵飼料原料

1.5 原料分析

微生物發(fā)酵需要原料作為菌類的培養(yǎng)基，因而對各種原料做了統(tǒng)計分析，如圖5所示。

圖5顯示了各種原料在588件專利申請中所占的比例，其中植物原料所占比例最大，占全部申請的一半以上。

由于經(jīng)過微生物的發(fā)酵后最終作為各種飼料使用，因而優(yōu)選容易得到的植物類飼料作為發(fā)酵的基礎(chǔ)，對植物原料進行細分，得到圖6。

圖6 微生物發(fā)酵飼料植物原料

從圖6可以看出，在各種植物類原料中，秸稈類原料是最常用的原料。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中秸稈是最常見的廢棄物，以往對于秸稈的處理通常都是焚燒，嚴重污染環(huán)境，因而在對秸稈的再利用上，其漸漸作為飼料被重新利用，而將其作為微生物發(fā)酵的原料，可以改善飼料的品質(zhì)。

除了秸稈，一些常見的農(nóng)作物也用來成為微生物發(fā)酵的原料，譬如木薯、玉米。其它一些原料諸如各種草以及各種樹木的葉子，也可以得到很好的廢物利用。

此外，可以注意到，有一部分專利申請涉及到對藥材的發(fā)酵，雖然藥材的價格較高，但考慮到藥材的藥用價值對牲畜帶來的影響，將其作為飼料的添加劑也有一定的研究前景。

圖7 微生物發(fā)酵飼料廢渣類原料

廢渣類原料的使用僅次于植物類原料，其中細分如圖7所示。

其中的粕指棉粕，糟指酒糟、醋糟，糠指米糠。

棉粕是一種常見的飼料，因而將其選做微生物發(fā)酵的原料。酒糟、醋糟是釀酒、釀醋過程中的廢棄物，其通常也用作飼料。但其來源不如植物類原料以及棉粕容易得到，因而相關(guān)的申請量不大。而米糠的量一般也較少，因而申請量也不是很多。

其它類原料包括一些并不常用的原料，譬如淀粉、各種農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的廢水、淤泥、羽毛、糖蜜等，這些都不是常用的飼料原料，但這些物料仍可以作為微生物發(fā)酵的原料，經(jīng)改善后作為飼料。

混合類原料主要是將酒糟和秸稈混合后一起作為微生物發(fā)酵的原料；廚余類原料指餐飲業(yè)產(chǎn)生的廚余廢物，這部分廢物經(jīng)發(fā)酵后也可以做飼料，但受來源的限制，相關(guān)的申請較少。

1.6 菌種分析

對于微生物發(fā)酵，所用的菌種是整個工藝中較核心的部分。在這588件申請中，所涉及到的菌種共計有23種，而對于這些菌種的使用，除了極少數(shù)的申請涉及新的菌種及其應用外，絕大多數(shù)的專利申請都是使用了混合菌種，對這些菌種的使用情況作了統(tǒng)計，其中使用較多的菌種如圖8所示。

圖8 微生物發(fā)酵飼料菌種

在圖8中，枯草芽孢菌、黑曲霉、釀酒酵母和地衣芽孢桿菌的研究熱度都很高，其中黑曲霉、釀酒酵母和地衣芽孢桿菌從上世紀八九十年代就開始研究，一直持續(xù)到現(xiàn)在。

2 微生物發(fā)酵飼料的發(fā)展趨勢及展望

近年來微生物發(fā)酵技術(shù)在飼料、養(yǎng)殖行業(yè)迅速發(fā)展。飼料經(jīng)益生菌發(fā)酵后含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，如酶、維生素、氨基酸、短肽、抑菌物質(zhì)、免疫增強因子、促生長因子等，這些營養(yǎng)物質(zhì)既能改善飼料適口性，提高采食量，又有益于養(yǎng)殖動物腸道健康，促進動物生長。

我國的發(fā)酵飼料行業(yè)始于糖化飼料、青貯飼料，興于上世紀90年代的單細胞蛋白(酵母)飼料，隨著菌種選育技術(shù)發(fā)展，逐漸出現(xiàn)固體淺層、固體厚層通風等技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)和科研部門在發(fā)酵飼料生產(chǎn)技術(shù)方面做了大量工作，取得了一定成果，也出現(xiàn)了一系列生物發(fā)酵飼料相關(guān)產(chǎn)品，如微生物飼料添加劑、益生菌及益生素、新型生物藥物飼料添加劑等等。但相比歐美一些國家發(fā)酵飼料30%以上的普及率，我國普及率還不足2%。目前國內(nèi)發(fā)酵飼料還僅限于發(fā)酵秸稈、豆粕、棉粕、啤酒糟等單一飼料原料，生產(chǎn)工藝仍以作坊式堆積、間歇批次、發(fā)酵袋等生產(chǎn)為主，尚未形成機械化、規(guī)?；a(chǎn)。發(fā)酵飼料產(chǎn)品普遍存在混合不勻、發(fā)酵程度難掌握、易染菌霉變、質(zhì)量不穩(wěn)定、營養(yǎng)價值低、適口性差等工藝和產(chǎn)品品質(zhì)方面的問題。原料多元化、產(chǎn)品規(guī)模化、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、營養(yǎng)價值高、適口性好將是發(fā)酵飼料行業(yè)發(fā)展的一大趨勢。

3 結(jié)論

近年來，我國微生物發(fā)酵飼料產(chǎn)業(yè)取得了一些成績，但該產(chǎn)業(yè)整體還處于發(fā)展初期，學術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化水平和發(fā)達國家相比仍有不少差距，發(fā)展不平衡，專利意識相對淡薄，相關(guān)專利的含金量和創(chuàng)新性都不夠，與產(chǎn)業(yè)的實際發(fā)展聯(lián)系不緊密，技術(shù)轉(zhuǎn)化價值有待提高。

［1］李建. 發(fā)酵豆粕研究進展[J]. 糧食與飼料工業(yè)，2009，6：31-35．

［2］劉勁松，張俊奇，劉輝，陳凡榮.玉米秸稈與豆粕混合發(fā)酵飼料工藝研究[J]. 當代化工，2016，45(9)：2105-2108．

［3］鐘茂, 謝和芳. 飼料木聚糖酶的開發(fā)[J]. 飼料工業(yè), 2005, 16(14)：56-59．

［4］馬傳興，王寶維.微生物發(fā)酵飼料發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].飼料博覽，2014, 5：29-32．

［5］張曉暉，郭春華，衡文娜，張重慶.飼用木聚糖酶存在的問題及菌種選育研究進展[J].飼料研究，2006, 8：56-59．

［6］ 張開磊，王寶維.酶制劑在飼料中應用的現(xiàn)狀及展望[J].飼料博覽，2014, 2：33-37．

［7］田永，侯運華，于同立. 飼料木聚糖酶的應用研究進展[J].飼料與畜牧，2008, 6：35-38．

［8］張亦婷，劉佳佳，彭航.微生物發(fā)酵飼料研究進展探討[J].綠色科技，2012 , 11：265-266．

Bacterial Patent Analysis of Microbial Fermentation Feed

1,2,1,1

（1. COFCO Biochemical Specialization Platform, Beijing 100005，China； 2.Patent Office of State Intellectual Property Office of P.R.C, Beijing 100088，China）

Based on the search results in Chinese database as a sample, qualitative analysis and quantitative analysis were used to summarize the current situation and development trend of microbial fermentation feed, the application in Chinese, the main applicant's level of research in this area and the status of patent applications, and some suggestions for the development direction of domestic enterprises were put forward. Finally, combined with the advantages and disadvantages of microbial fermented feed, its future development trend was prospected.

Microbe; Fermented feed; Patent

Q819

A

1671-0460（2017）10-2101-03

2017-07-31

李如珍（1983-），女，北京市人，工程師，博士，2012年畢業(yè)于天津大學化學工藝專業(yè)，研究方向：從事生物能源技術(shù)工作。E-mail：liruzhen@cofco.com。