Research and market trends in the area of macro- and microalgae: patent analysis and bibliometrics

Abstract

Algae (macroalgae and microalgae) are aquatic and photosynthetic organisms that contain a huge variety of natural compounds with a high added value for different sectors, with highlight for food applications/human nutrition. In fact, 83 % of the seaweed harvested and cultivated is consumed by humans as direct food source or as food additive (mostly phycocolloids), and microalgae biomass has been mainly practiced in the markets of food health during the last decades. Scientific proves are constantly appearing and supporting the vast potential of algae in human health and nutrition. This work aimed to use Technology Surveillance to detect technology innovation opportunities and new ideas in macro- and microalgae sectors and, consequently, use Technology Forecasting approaches to study the impact of algae technologies at some time in the future (technology trends). Using patent bibliometrics and literature bibliometrics, were studied and analysed, respectively, market and academic research trends. The seaweed patents portfolio is much bigger (49582 patent) than microalgae patents portfolio (12524 patents) which is also observed for the bibliometric analysis, where macroalgae has 731 published documents in the Food area whereas microalgae has 376 documents. Seaweed applications are more related with Food Chemistry and Organic Fine Chemistry (KAO, producer of chemistry & cosmetic products, is the major key player) and microalgae applications are more related with Biotechnology (ENN Science & Technology Development, operates in the energy field, is the major player). Was also observed in the bibliometric study that microalgae have more subject areas, with more published documents, related with Biotechnology, Environmental Sciences and Energy Fuels than related with Food Science, which occurs for macroalgae case. China is the country that detain the major algae patents portfolios, however in relation to the published literature on the subject, Europe is the largest investor in algal studies related with food applications, in particular Spain. The co-authorship analysis between authors show as that Portuguese authors lead in macroalgae research, with most connected items, and Belgian authors lead in microalgae research. In terms of coauthorship between institutions, the lack of cooperation/relationship between various institutions/organizations in the microalgae case study was not observed in the case of macroalgae. Both for macro and microalgae the co-authorship between countries gave us the information of the cooperation between different countries, with highlight for Spain. The keywords “functional food”, “antioxidant activity” and “antioxidant” are important terms for macro and microalgae bibliometric analysis despite the absence of those terms in the patent analysis. Thus, algae are not only a trend for market (with different technology applications) but also in academic literature, related with Food Science and Technology, considering the recommendations of Blue Economy for a more sustainable future.

As algas (macroalgas e microalgas) são organismos aquáticos e fotossintéticos que contêm uma enorme variedade de compostos naturais com um elevado valor acrescentado para diferentes setores, com destaque para aplicações alimentares/ nutrição humana. De facto, 83 % das macroalgas colhidas e cultivadas são consumidas pelos seres humanos como fonte direta de alimento ou como aditivo alimentar (principalmente ficocolóides), e a biomassa de microalgas tem sido usada principalmente nos mercados de saúde alimentar nas últimas décadas. As provas científicas estão constantemente a surgir e apoiam o vasto potencial das algas na saúde e nutrição humana. Este trabalho teve como objetivo usar a Vigilância Tecnológica para detetar oportunidades de inovação tecnológica e novas ideias nos setores das macro e microalgas e, consequentemente, usar abordagens de Previsão Tecnológica para estudar o impacto das tecnologias de algas em algum momento no futuro (tendências tecnológicas). Utilizando bibliometria de patentes e bibliometria de literatura, foram estudadas e analisadas, respetivamente, as tendências de mercado e de investigação. O portfólio de patentes das macroalgas é muito maior (49582 patentes) do que o portfólio de patentes das microalgas (12524 patentes), o que também foi observado para a análise bibliométrica, onde as macroalgas possuíam 731 documentos publicados na área alimentar enquanto as microalgas possuíam 376 documentos. As aplicações sobre macroalgas estão mais relacionadas com a Química Alimentar e Química Fina Orgânica (KAO, produtora de produtos químicos & cosméticos, é o principal player), e as aplicações sobre microalgas estão mais relacionadas com a Biotecnologia (ENN Science & Technology Development, atua no campo da energia, é o principal player). Também foi observado que no estudo bibliométrico, as microalgas têm mais áreas temáticas, com mais documentos publicados, relacionadas com Biotecnologia, Ciências Ambientais e Combustíveis & Energia do que relacionados com Ciências Alimentares, como ocorre para o caso das macroalgas. A China é o país que detém o maior portfólio de patentes das algas, porém, relativamente à literatura publicada sobre o tema, a Europa é o maior investidor em estudos de algas relacionados com aplicações alimentares, em particular a Espanha. A análise de coautoria entre os autores mostra que os autores Portugueses lideram a investigação nas macroalgas, com o maior número de itens relacionados, e os autores Belgas lideram nas microalgas. Em termos de coautoria entre instituições, a falta de cooperação/relacionamento entre instituições/organizações no caso de estudo das microalgas não foi observada no caso das macroalgas. Tanto para as macro- como microalgas a coautoria entre países deu-nos a informação da cooperação entre diferentes países, com destaque para a Espanha. As palavras chave “alimentos funcionais”, “atividade antioxidante” e “antioxidante” são termos importantes para a análise bibliométrica de algas, apesar destes termos serem ausentes na análise de patentes. Assim, as algas não são apenas uma tendência de mercado (com diferentes aplicações tecnológicas), mas também o são na literatura académica, relacionada com Ciência e Tecnologia Alimentar, em linha com as recomendações da Economia Azul para um futuro mais sustentável.