微藻開發(fā)應用的專利分析

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1、微藻開發(fā)應用的專利分析微藻開發(fā)應用的專利分析江洪波毛開云陳大明(中國科學院上海生命科學信息中心,上海200031)doi:103969/jissn1674—0319201106008微藻(Microalgae)是一類在陸地,海洋分布廣泛,營養(yǎng)豐富且光合利用度高的微型自養(yǎng)植物,具有分布廣且不占用耕地,生物量大,光合效率高,環(huán)境適應能力強,細胞結(jié)構(gòu)簡單且生長周期短,油脂含量高和環(huán)境友好等突出特點,因而在生物柴油的開發(fā)中得到重視.此外,微藻通過細胞代謝產(chǎn)生的藻多糖,蛋白質(zhì),色素,氨基酸等,為豐富的人體必需營養(yǎng)活性成分,可以作為功能保健品和某些疾病的專方或輔助藥物,因而在食品,藥品,化妝品等領域得

2、到廣泛應用.本文以專利分析為基礎,對微藻開發(fā)應用的態(tài)勢進行分析,尤其是對微藻柴油的專利發(fā)展態(tài)勢進行深入研究.1全球微藻開發(fā)的總體態(tài)勢在過去的幾十年間,世界各國的科學家對微藻的種群分類,營養(yǎng)代謝進行了大量的研究,預計全球約存在5000種微藻,在工業(yè)生產(chǎn),環(huán)境保護,食品營養(yǎng)等方面均有應用.從常見的◎作者簡介江洪波,博士,副研究館員.主要從事科技查新咨詢,專利戰(zhàn)略和行業(yè)情報研究.1l:02I-54922971E—mail:hbjiang@sibs.ac.ca參考文獻①MataTM,MartinsAACaetanoNSMicroalgaeforbiodieselproductionandother

3、applications:areviewRenewSustainEnergyRev,14r2010).PP217—232www.biobusiness.COrn.cnJ2011.06(11月).49◎微藻的專利分布來看,20世紀后期以來,全球微藻的研究不斷增多(圖1)(由于專利公開及錄入滯后等原因,近幾年,尤其是近兩年專利數(shù)據(jù)僅供參考,下同).從專利產(chǎn)出地區(qū)的數(shù)量分布來看,中國,日本和美國是微藻研究主要的三個國家(地區(qū)).21世紀以來,中國在微藻專利數(shù)量方面的增長貢獻明顯,而除中國,美國和日本外的世界其他地區(qū),在微藻專利方面的申請也增長較快.與之相比,美國和日本的微藻專利產(chǎn)出保持在相對穩(wěn)定

4、的狀態(tài).從微藻專利的專利權(quán)人方面來看,競爭力較強的主要是食品企業(yè)和化工巨頭.例如,美國嬰兒食品原料制造商馬泰克生物科學公司,在專利前景方面占據(jù)領先優(yōu)勢;馬亞西亞長青企業(yè)國際集團(CNI國際集團)下屬的升康力公司則擁有堪稱全球最大型的SunChlorella生物養(yǎng)殖場,因而在專利的綜合競爭力排名中也居于前列:德國的化工巨頭巴斯夫則除了擁有一定量優(yōu)勢的專利外,在企業(yè)的綜合資源條件上與其他專利權(quán)人相比處于領先地位;美國的杜邦公司一直非50{磐I2011.06(11月).WWW.biobusiness.com-cn常重視可再生能源和資源方面的技術(shù)投入,在微藻研究中亦處于領先地位(圖2).2微藻柴油

5、的專利分析2.1微藻柴油專利的總體發(fā)展態(tài)勢2l世紀以來,在社會各界對可再生能源的關(guān)注度不斷提高的背景下,微藻在生物柴油領域的開發(fā)應用也日漸成為熱點.與傳統(tǒng)的生物柴油原料——油料經(jīng)濟作物(大豆,油菜,向日葵),糧食(玉米),農(nóng)林廢棄物(木質(zhì)素,纖維素和半纖維素),動植物油脂相比,微藻柴油的開發(fā)存在諸多優(yōu)勢.①微藻能直接利用陽光,二氧化碳,以及氮,磷等簡單營養(yǎng)物質(zhì)快速生長并在胞內(nèi)合成大量油脂(主要是甘油三酯),為生物柴油生產(chǎn)提供油脂資源.②部分微藻可以在高鹽,高堿環(huán)境的水體中生長,因此可充分利用灘涂,鹽堿地,沙漠進行大規(guī)模培養(yǎng),也可利用海水,鹽堿水,工業(yè)廢水等非農(nóng)用水進行培養(yǎng),還可以利用工業(yè)廢

6、氣中的碳源.③微藻含油量高,特別是一些微藻在異養(yǎng)或營養(yǎng)限制條件下脂肪含量可高達30～7O%,按藻細胞含30油脂(干重)計算,每平方公頃土地的年油脂產(chǎn)量是玉米的341倍,大豆的132倍,油菜籽的49倍(表1).l竺蘭!!l蘭蘭竺!蘭.淡水中的微藻Botryococcussp.25.0～75.0Chaetocerosmuelleri33621.8Chaetoceroscalcitmns14.6～16.4/39817.6Chlorellaemersonii25.0～63.010.3～50.0Chlorellaprotothecoides14.6～57.81214Chlorellasorokini

7、ana19.0～22.0447Chlorellavulgaris5.0～58.011.2～40.0Chlorellasp.10.O～48.042.1Chlorellapyrenoidosa20CMorellasp.180～57.018-7Chlorococcumsp.19.353.7Ellipsoidionsp,27447.3Haematococcuspluvialis25.0Scenedesmusobliquus11.