基于Web of Science的变性淀粉研究进展及热点分析

张 芹，武国庆，景民昌，于迎辉

(1.中国石油大学(北京)石油情报研究中心,北京 102249； 2.中粮营养健康研究院，北京 102209)

基于Web of Science的变性淀粉研究进展及热点分析

张 芹1，武国庆2，景民昌1，于迎辉1

(1.中国石油大学(北京)石油情报研究中心,北京 102249； 2.中粮营养健康研究院，北京 102209)

变性淀粉以其良好的适应性应用于食品、造纸、纺织、医药、轻工业、建材、石油、生物工程等行业，近年来受到越来越多的研究者的关注。以Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)数据库2000～2016年收录的变性淀粉文献为数据来源，利用文献计量学及社会网络分析方法对其研究进展及热点进行分析。并根据ESI学科分类，分析变性淀粉高水平论文情况，揭示变性淀粉研究领域的国际热点方向，为我国相关行业研究提供参考依据。

SCI；ESI；变性淀粉；研究热点

淀粉是植物经过光合作用产生的天然高分子化合物，是仅次于纤维素的第二大可再生资源，是重要的绿色化工基础原料。天然淀粉普遍存在溶解性差、分散性查、成膜性差、易老化及胶融稳定性差等缺点，严重制约着其在各行各业中的应用。为了改善天然淀粉的性能，扩大其应用范围，利用物理、化学、酶法或复合改性处理方法，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和颗粒性质，改变淀粉的天然特性，使其更适用于一定行业应用的要求。这种经过二次加工，改变性质的淀粉统称为变性淀粉。改性后的变性淀粉广泛用于造纸、纺织、食品、医药、轻工业、建材、石油、生物工程等行业[1]。

变性淀粉的品种、规格已达2 000多种。按处理方式可分为物理变性淀粉、化学变性淀粉、酶法变性淀粉及复合变性淀粉四大类。物理变性淀粉包括预糊化淀粉、超高频辐射处理淀粉、金属离子变性淀粉、烟熏淀粉等；化学变性淀粉包括氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交联淀粉、接枝淀粉等；酶法变性淀粉包括直链淀粉、糊精、抗消化淀粉等；复合变性淀粉指采用超过两种及以上处理方法所得的变性淀粉，包括氧化交联淀粉和交联酯化淀粉等。其中化学改性方法生产的变性淀粉种类最多，用途最广。

随着对变性淀粉的功能性要求越来越高，对变性淀粉的研究也日益增多。为了更好的了解变性淀粉研究的现状、发展、特点及热点，十分有必要对针对变性淀粉的科研论文进行综合性的文献计量学分析。文献计量学最早由Pritchard[2]提出，是对文献进行定量分析，测定基础科学、学科分布及发展动态的重要方法，被广泛应用于各学科的研究发展分析[3-5]。本研究对2000～2016年Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)数据库收录变性淀粉论文进行文献计量学分析，旨在从文献计量学角度对变性淀粉的文献产出进行综合分析，研究变性淀粉领域的研究特点及发展分析，揭示变性淀粉的国际研究热点和前沿，为我国变性淀粉研究发展趋势提供参考依据。

1 数据与方法

1.1 数据来源

本研究检索数据源自汤森路透公司发行的Web of Science，选用其中的Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)。检索时间段为2000～2016，检索日期为2016-12-23。设定变性淀粉主题检索，检索式为TS=("modif*()starch*" OR "denatur*()starch*")，共检索得到文献1 582篇，精炼文献类型为Article、Proceedings paper及Review，并去重后得到文献1 560篇作为本研究分析的原始数据。

1.2 研究方法

将检索所得的文献记录导入汤森路透的InCites分析工具，分别分析文献时间分布、国家分布、期刊收录情况、基金资助机构、研究机构及研究方向分布等。

对检索所得文献进行全纪录与引用的参考文献纯文本格式输出，利用社会分析网络软件UCINET6.0对高频关键词的贡献关系进行可视化展示，结合K-核、中心性等分析方法及文献内容，并结合ESI高水平论文归纳当前国际变性淀粉领域的研究热点和前沿。

2 结果分析

2.1 文献的年限分布

文献的年度总量可以反映出科学活动的产出，是衡量科研产出的一个重要指标，对研究论文的发表年度进行分析，可以从一定程度上反映研究领域的学术发展速度和理论水平。本研究检索所得文献的年度分布情况如图1所示，由图1可见,Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)数据库中关于变性淀粉的论文呈逐年递增趋势，由发文数量的增加可以看出变性淀粉的研究热度在不断增加。从发文数量上整体可分为三个时间段，即2000～2004、2005～2009、2010～2016三个阶段。

图1 文献年度分布情况

2.2 文献的国家分布

所检索文献中除2条记录不包含国家信息，剩余的1 558条记录共涉及61个国家，其中文献量排名前十位的国家分布情况如图2所示。由图2可见，我国的发文量位居第一位，由此说明我国在世界变性淀粉领域研究力度较大，具有一定的国际影响力。美国与印度位列二、三位。

图2 发文量前十位国家/地区分布

2.3 文献的期刊分布

检索所得的1 560篇文献，分布在446种期刊，收录文献数量较多的前十名期刊情况如表1所示。由表1可见，关于变性淀粉的收录文献主要集中发表于聚合材料、食品科技、农业、生物加工等领域的期刊。发文量最多的期刊为《Carbohydrate Polymers》，说明针对变性淀粉用作聚合材料是研究的热点，本期刊分布也可作为变性淀粉研究者的论文投稿参考。

2.4 文献的基金资助机构分布

在检索所得的1 560篇文献中，有889条记录不包含基金资助机构信息，包含基金资助机构信息的文献中涉及的基金资助机构共有128个，其中排名前十位的分布情况如表2所示。排在第一位的为我国的国家自然科学基金，我国的中央高校基本科研业务费专项资金及国家高技术研究发展计划(863)基金分别位于第五位和第十位，由此可说明我国对于变性淀粉领域的研究国家支持力度很大，这也是我国作为变性淀粉领域论文产出量最大的原因之一。巴西的国家科学技术委员会基金、教育部下属高教基金委员会、圣保罗研究基金会分别位于第二、三、四位，说明巴西作为发展中国家中的农业大国也将变性淀粉研究作为研究重点进行支持。

表1 发文量前10位期刊收录文献分布

注：期刊影响因子来自汤森路透JCR2015。

表2 发文量前10位基金资助机构分布

2.5 文献的研究方向与研究机构分布

根据Web of Science的学科分类体系，检索所得文献共涉及92个研究方向，其中排名前十位的研究方向分布如表3所示。由表3可见，关于变性淀粉的研究方向主要集中于食品科技、聚合物技术、材料科技、生物应用及农业领域。

共有736个研究机构发表了变性淀粉相关文献，其中发文数量排在前十位的相关机构如表4所示。我国的华南理工大学及江南大学位列发文量前两位，但是篇均被引频次却低于美国马萨诸塞大学安姆斯特分校、瑞典隆德大学及巴西坎皮纳斯州立大学等机构，说明我国的变性淀粉领域高质量论文产出量相对较低，在今后的研究中应向高层次、高水平发展，也是我国科研工作者应思考的问题之一。

表3 发文量前10位研究方向分布

表4 发文量前10位研究机构分布

3 变性淀粉研究主题及热点分析

3.1 研究主题及趋势分析

通过对关键词在不同时间段出现的频率进行分析，进而得到该领域的研究主题及前沿趋势是一种新型的分析方法，该方法已应用于多个行业的研究重点和趋势分析[6-8]。本研究通过对检索所得文献的关键词进行分析，在词性合并的基础上，选择出现次数大于等于10的74个高频词进行共现分析，选择共现次数大于等于4的关键词绘制关键词共现网络，得到变性淀粉关键词研究热点图谱，如图3所示。

由图3可见，变性淀粉的研究主题主要集中在：采用扫描电镜研究变性淀粉的机械属性；喷雾干燥、微胶囊壁材、流变学特性、乳化、胶囊化食品、阿拉伯胶共混改性；乙酰化、凝沉性、交联性能、抗性淀粉、物理化学性质。其中喷雾干燥与微胶囊壁材间的联系最紧密，体现了变性淀粉研究领域的热点。

图3 变性淀粉研究主题图谱

为了进一步考察变性淀粉研究主题随时间的变化情况，根据发文量(图1)将变性淀粉研究分为2000～2004年、2005～2009年、2010～2016年三个阶段，每个阶段选择50个高频关键词，分别绘制共现频次大于等于3次的关键词共现图谱(图4、图5、图6)。由于2000～2004年高频关键词较少，因而图谱中保留了宽泛意义的词，而2005～2009年、2010～2016年的图谱中则剔除了这两个宽泛关键词。

图4 2000～2004年研究主题

图5 2005～2009年研究主题

图6 2010～2016年研究主题

由图4、5、6可见，关于变性淀粉的共现关键词呈现逐渐递增的趋势。在2000～2004第一阶段，关键词呈零散分布模式，酸改性淀粉与木薯淀粉、变性淀粉与挤压膨化的关联性最紧密，此外喷雾干燥与胶囊化食品、淀粉与交联性能之间有共现关系，但是均为非紧密共现关系。在2005～2009第二阶段，喷雾干燥与微胶囊壁材成为关联性最紧密的主题，其次是微胶囊壁材与阿拉伯胶共混改性、仿真与流变学特性、交联性能与羟丙基化作用的关联性。在2010～2016第三阶段，关键词的共现关系呈现密切联系状态，不同关键词的联系愈加紧密，说明在此阶段关于变性淀粉的交叉研究较多，关于变性淀粉的研究进入了高速发展阶段。喷雾干燥与微胶囊壁材仍然是此阶段联系最紧密的共现关键词。

3.2 研究热点分析

高被引论文是指按照同一年同一个ESI学科发表论文的被引用次数按照由高到低进行排序，排在前1%的论文，直接映射了领域的研究热点。依据ESI学科分类，检索所得的结果中共有14篇ESI高被引论文[9-22]。

关于某一研究领域的研究前沿可以通过聚类分析高被引论文确定，聚类本次检索的高被引论文关键词绘制研究热点图谱如图7所示，由图可见关于变性淀粉共有三个分明的研究热点：皂树中提取纳米乳液生产变性淀粉的稳定性；采用雾化干燥技术制作为胶囊材料的方法，尤其侧重于封装效果的提高；淀粉的理化、水、热等性质研究。

图7 高被引论文研究主题

4 结论

基于文献计量学及社会网络分析方法对变性淀粉研究进行了分析，揭示了该领域的研究进展及热点。Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)数据库中2000～2016年以变性淀粉为主题的研究论文发表在446种期刊上，主要集中在食品科技、聚合物技术、材料科技、生物应用及农业领域。论文数量整体呈增长趋势，中国与美国为发文量最多的国家，我国的华南理工大学及江南大学位列发文量前两位，但是篇均被引频次却低于美国马萨诸塞大学安姆斯特分校、瑞典隆德大学及巴西坎皮纳斯州立大学等机构，说明我国的变性淀粉领域高质量论文产出量相对较低，在今后的研究中应向高层次、高水平发展，也是我国科研工作者应思考的问题之一。

通过对检索文献关键词进行分析，关于变性淀粉的研究主题主要集中在：采用扫描电镜研究变性淀粉的机械属性；喷雾干燥、微胶囊壁材、流变学特性、仿真、胶囊化食品、阿拉伯胶共混改性；乙酰化、凝沉性、交联性能、抗性淀粉、物理化学性质。其中喷雾干燥与微胶囊壁材间的联系最紧密，体现了变性淀粉研究领域的热点。通过分阶段分析，可以看出随着时间发展，变性淀粉的研究热度不断增加，关键词共现也呈现不断增加趋势。第一阶段主要的研究重点是酸改性淀粉与木薯淀粉、变性淀粉与挤压膨化、雾化干燥与胶囊化食品、淀粉与交联性能；第二阶段的研究重点是雾化干燥与微胶囊壁材、微胶囊壁材与阿拉伯胶共混改性、仿真与流变学特性、交联性能与羟丙基化作用；在第三阶段的研究重点仍是喷雾干燥与微胶囊壁材。

根据ESI学科分类标准，共有14篇关于变性淀粉的高被引论文，通过关键词聚类确定共有三个分明的研究热点：皂树中提取纳米乳液生产变性淀粉的稳定性；采用雾化干燥技术制作为胶囊材料的方法，尤其侧重于封装效果的提高；淀粉的理化、水、热等性质研究。

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(责任编辑：赵琳琳)

Research progress and hot points of modified starch based on Web of Science

ZHANG Qin1,WU Guo-qing2,JING Min-chang1, YU Ying-hui1

(1.Petroleum Intelligence Research Center, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2.COFCONutrition and Health Research Institute, COFCO, Beijing, 102209,China)

Modified starch is widely used in food,papermaking,textile,medicine,light industry,building materials,petroleum,bioengineering. More and more researchers focus on modified starch study. Bibliometric methods were used to analyze the scientific literatures of modified starch. Web of Science database(SCI-E,CPCI-S,CCR-EXPANDED,IC) were used to collect the data ranged from 2000 to 2016. The analysis done in the paper looked at the annual distribution of publications, countries, journals, funding agencies, research directions, research organizations and authors. Furthermore, key topics and top papers were analyzed based on ESI subject classification. The analyzed results showed the research hotspots and fronts of modified starch, which could provide reference for the further study basis.

SCI；ESI; Modified starch; research hotspot

2016-12-28；

2017-03-12

国家高技术研究发展计划(2014AA021906)集成化全组分高效利用非粮木薯原料的关键技术研究。

张 芹(1981-)，女，博士，研究方向为化工及生物加工领域情报。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.04.001

TS236.9

A

1003-6202(2017)04-0001-06