食品科学高被引论文计量分析

刘 彬 陈 柳

（华中农业大学科学技术发展研究院 武汉430070）

“国以民为本，民以食为天”。食品是人类生存必不可少的物质条件，与人类营养和健康密切相关[1]。食品科学是研究食品及其原料的物理、化学、生物学、营养、安全等性质和食品贮藏加工原理以及提高食品营养价值和安全性的理论与方法的学科[2]，它关系到国民经济、社会发展和国民健康。它融合了生物学、农学、化学、物理学、营养学等学科理论和方法[3]，表现出鲜明的学科交叉渗透性，基础研究与应用研究紧密结合，科学研究与技术创新相辅相成等特点。中国改革开放40年以来，经济社会发展取得了举世瞩目的成绩，在解决国民温饱的基础上，更加注重吃的安全、营养、健康，这背后与我国食品科学学科和食品工业的快速发展密不可分。

论文是基础研究成果的重要表现形式[4]。对特定领域的科技文献进行定量分析，研究其数量关系、分布结构及其变化规律，已成为评价科研机构学术水平及影响力的重要参考指标[5-8]，如教育部开展的“双一流”建设论证和国家自然科学基金委发布的“学科发展态势评估系列研究报告”，都用到文献计量数据[9]。食品科学学科基于事实数据的定量分析研究已有相关报道，如郑江平等[10]基于文献计量视角对中外食品科学研究做了宏观分析；魏珣等[11]、陈颖等[12]、张南[13]、朱长菊等[14]、鲁玉妙等[15]、刘彬等[9]、Liu 等[16]和Peng[17]等分别对食品物理加工、食品真伪鉴别、食品安全快速检测技术和食品原料（猕猴桃、水稻、玉米、小麦）等进行文献或专利定量分析；Jesús 等[18]基于科学计量学和论文关键词分析，绘制了食品科学研究的知识图谱；Adriana 等[19]用文献计量的方法对食品包装材料的发展和未来趋势进行分析；Guerrero 等[20]对全球食品学科领域的论文产出情况进行计量学研究；Hu 等[21]分析了数据驱动的全球农业和工业食品安全研究趋势。

ESI（Essential Science Indicators）高被引论文是指过去10年间，在同一发文年度和同一研究领域中被引用次数排名前1%的论文，一般被认为是领域中最具影响力的研究论文。高被引论文的数量和影响力在一定程度上可以反映一个国家、学术机构或学科领域的科学研究水平及研究热点。本文从ESI 高被引论文视角，以入选论文的总量、类型、国家、机构、期刊源和研究热点等进行多视角分析。分析结果有利于了解国际发展态势及中国在全球所处的位置，把握国际研究前沿和热点，对丰富和拓展我国食品科学学科研究，探索未来发展方向具有较好的借鉴意义。

1 数据来源与方法

ESI 的22 个学科分类，没有单独的食品科学学科。为检索出食品科学学科的高被引论文，采用如下检索策略：在科睿唯安（Clarivate Analytics）的Web of Science 平台检索SCI 数据库中2009—2018年收录的所有Article 和Review 类型的英文文献，然后选择数据库中食品科学与技术（Food Science ＆ Technology）研究方向的所有论文，再用“领域中的高被引论文”精炼检索结果。对下载检索到的所有论文题录进行数据清洗后，建立食品科学学科高被引论文数据集并做文献计量学分析。

食品科学学科期刊分区和期刊5年影响因子数据均来自科睿唯安期刊引证报告（Journal Citation Reports，简称JCR）。

以上数据的检索时间为2019年5月19日。需要特别说明的是，除表7标注了第1 作者和通讯作者外，其它数据的计量分析均采用国际通用的全计数法，不区分第2 作者、通讯作者和其他作者。

国家合作网络图谱、期刊引证双图叠加图谱和关键词共现图谱的绘制以及关键词词频分析，采用华裔科学家美国德雷塞尔大学（Drexel University）陈超美教授开发的CiteSpace（Version 5.3.R4）软件及相关分析方法[22-24]。

2 结果与分析

2.1 高被引论文总量及年度分布

2009—2018年10年食品科学学科高被引论文共2 292 篇，总被引次数240 638，篇均被引104.99，论文的年度分布见表1。其中2017年高被引论文最多，占总高被引论文数的14.49%，达到332 篇。整体看，总被引次数和篇均被引次数很好地显示时间的累积效应，发表年份越久的论文，总被引次数和篇均被引次数越高。

表1 食品科学学科高被引论文年度分布Table1 The annual distribution：highly cited papers of food science

2.2 高被引论文国家/地区分布

2 292 篇高被引论文作者来自全球101 个国家/地区。其中入选高被引论文最多的国家是中国，达到463 篇，占领域高被引论文总数的20.20%。从高被引论文的总被引次数和篇均被引次数指标看，中国的论文质量和影响力与论文数量排名第2 的美国相比，还有较大的差距，尤其是篇均被引次数仅为美国的一半。从高被引论文数排名前10 的国家看，来自欧洲的最多，达到5 个，分别是排名第3 的西班牙，排名第4 的意大利，排名第5 的英国，排名第8 的法国和排名第9 的爱尔兰；来自美洲的国家3 个，分别是排名第2 的美国，排名第6 的加拿大和排名第7 的巴西；来自亚洲的只有2 个国家，分别是排名第1 的中国和排名第10 的印度，详见表2。

表2 食品科学学科高被引论文数量排名前10 国家Table2 The top 10 countries：highly cited papers of food science

从高被引论文数排名前10 的国家年度入选论文数（图1）和所占份额看，中国进步最迅速，从2009年度的17 篇，占年度全球食品科学学科高被引论文总量的9.29%，上升到2018年的97 篇，占当年高被引论文份额的34.28%。同期美国年度高被引论文总量相对保持稳定，然而每年入选高被引论文的份额有明显的下降趋势，从2009年占全球的22.95%下降到2017年的17.47%，再到2018年的10.60%。

图1 食品科学学科高被引论文排名前10 国家论文年度分布Fig.1 The annual distribution of top 10 countries：highly cited papers of food science

有研究表明，国际（地区）合作可以促进论文的受关注程度，增加被引用次数[25-26]。从食品科学学科高被引论文的国家合作网络图谱（图2）看，美国节点年轮最大且年轮外圈被紫色圆环环绕，表示美国不仅高被引论文数量较多，网络中介中心性也较高，对全球食品科学学科高被引论文科研合作网络的形成做出了较大的贡献。同样，国家节点的年轮被紫色环围绕、网络中介中心性较强的国家还有意大利、法国、德国和爱尔兰。中国节点年轮虽然较大、论文数较多，但是未显示出较强的网络中介中心性，对食品科学学科高被引论文的国际合作研究网络形成贡献有限。

2.3 高被引论文发文机构分布

图2 食品科学学科高被引论文国家合作关系图Fig.2 Mapping knowledge domain of countries cooperation：highly cited papers of food science

食品科学学科入选高被引论文数排名前20的科研机构见表3。来自中国的科研机构5 个，美国和爱尔兰各3 个，加拿大和西班牙各2 个，法国、荷兰、巴西、比利时和沙特阿拉伯各1 个。西班牙的高等科学研究理事会（Consejo Superior De Investigaciones Cientificas）入选高被引论文79篇，排名全球第1，占食品科学学科高被引论文数量的3.45%；论文总被引次数也排名全球第1，达到10 309。在高被引论文数排名前20 的机构中，论文篇均被引次数最多的机构是来加拿大的圭尔夫大学（University of Guelph），为139.06 次/篇。来自中国的5 个机构分别是华南理工大学、江南大学、浙江大学、南昌大学和中国科学院。虽然中国的科研机构较多，但是从各机构的论文总被引次数和篇均被引次数来看，论文的影响力和质量同样有很大提高空间。

表3 食品科学学科高被引论文全球排名前20 的科研机构Table3 The top 20 institutes：highly cited papers of food science

高被引论文排名前20 的中国科研机构见表4。其中，教育部直属高校12 所，地方高校6 所，科研院所2 个。20 个单位中，农林类行业高校和科研院所7 个。华南理工大学论文数和总被引次数最多，四川大学的论文篇均被引次数最高。

表4 食品科学学科高被引论文中国排名前20 的科研机构Table4 The Chinese top 20 institutes：highly cited papers of food science

2.4 高被引论文来源期刊分布

2 292 篇高被引论文共刊发在食品科学学科91 本期刊上。入选高被引论文数量最多的期刊是《Food Chemistry》，该刊入选的高被引论文数占学科高被引论文总数的23.91%。发文量排名前20的期刊，共入选高被引论文1 884 篇，占食品科学学科高被引论文总数的83.49%。这20 本期刊中，有18 本是JCR 食品科学与技术Q1 区期刊，属于领域排名前25%的高质量期刊（表5）。

表5 食品科学学科高被引论文超过20 篇的期刊Table5 The top 20 source publications：highly cited papers of food science

（续表5）

引文为科学研究提供了知识基础。通过CiteSpace 的期刊引证双图叠加功能可清晰看出（图3），食品科学学科高被引论文的引文所属期刊学科领域来源广泛，如化学、数学、物理学、环境科学、毒理学、营养学、生物学、分子生物学和遗传学等学科，体现了食品科学与技术研究的多学科交叉融合态势。

图3 食品科学学科高被引论文的期刊引证双图叠加（左侧为施引期刊，右侧为被引期刊）Fig.3 A dual-map overlay：highly cited papers of food science（Citing journals on the left and cited journals on the right）

2.5 高被引论文研究热点

基于食品科学学科高被引论文关键词共现图谱、高频关键词和被引次数排名前10 的论文分析显示（图4、表6和表7），全球范围内的研究热点主要集中在食品组分的生物活性及作用机理、新型营养成分递送系统（微胶囊、纳米胶囊、乳液体系）、肠道微生物、成分的稳定性、食品包装和货架期等领域。研究涉及对象主要有果蔬、肉类、乳酸菌等，功能成分主要包括酚类物质、黄酮、花青素、蛋白质、壳聚糖、精油等，涉及的生物活性主要是抗氧化和抑菌。所使用的研究手段和方法主要包括分离提取、高效液相色谱、光谱、脉冲电场、体外模拟消化系统等。从学科分类上看，研究领域属于食品化学和食品营养学的较多，研究方向上与生物学、化学和物理学等相关学科的交叉较为明显。

图4 食品科学学科高被引论文关键词共现图谱Fig.4 Mapping knowledge domain of keywords co-occurrence：highly cited papers of food science

表6 食品科学学科高被引论文高频关键词Table6 High frequency keywords：highly cited papers of food science

文论 的10前名排次频引被科学学科品食 7表Top 10 cited papers of food science Table 7 者作引用次数 型类献文刊期目题，Korea学大洋海国（中，Ming#Kong 951 Review Interna tional Journal of Food Antimicrobial prop erties of chitosan；Park，Ke）；Xing学大洋海国（中）：（1，144，2010 Microbiology：A state of the and mode of action 51-63 art review（Victorian Departmen，BJ*Hayes 807 Review，Journal of Dairy Science：Genomic selection in Invited review；Chamberla，PJ）；Bowman dustries）：433-443（2，92 2009：Progress and challenges dairy cattle（Netherlands Orga，M*Minekus 747 Article，，2014 Food ＆ Function A standardised static in vitro diges-，；Alvito，M.）；Alminger search）：1113-1124（6 5 tion method suitable for food - an，；Boutrou，F；Carriere，C Bourlieu international consensus；，M；Golding，L；Egger，C Dufour序号1 2 3 U HJ t of，in niz；P R K；Macierzan，U；Lesmes，S Feunteun；Re，O；Menard，DJ；McClements S；W，MSJ；Wickham，GE；Vegarud RP Castaneda-Ovando，A（Universidad Au 746 Review Food Chemistry，2009，113 Chemical studies of anthocyanins：A；Elena，MD）；Pacheco-Hernandez go）：859-871（4 review（Univ，CA*；Galan-Vidal，JA.driguez）de Hidalgo（Motilal Nehru National I，PK*Dutta 654 Review，114，2008 Food Chemistry Perspectives f or chitosan based an-pathi，S；Mehrotra，GK；Dutta，J（4）：1173-1182 timicrobial films in food applications（Indian Council of Agricu，OP*Sharma 618 Article，113，2008 Food Chemistry DPPH antioxidant assay revisited）：1202-1205（4（United States Depa，PM*VanRaden 614 Review，Journal of Dairy Science：Relia bility of ge-Invited review；Sonstegar，GR；Wiggans，CP Tassell）：16-24（1，92 2009 nomic predictions for North Ameri-，FS；Schenkel，JF lor can Holstein bulls Gomez-Guillen，MC*（Consejo Superio 556 Review F ood Hydrocolloids，2011，Functional and bioactive properties，；Lopez-Caballero，B）；Gimenez cas）：1813-1827（8 25 of collagen and gelatin from alterna-4 5 6 7 8，Xi Guang#）；Chen niversity）（Korea University * Environment ＆ Primary In-，ME；Goddard AJ ation Applied Science Re-；，T；Bohn，S Ballance；，D；Dupont，M；Corredig；Le，B；Kirkhus，S arakaya，；Marze，A；Mackie，A ka，；Singh，CN；Santos，I cio，A；Brodkorb，W eitschies tonoma del Estado de Hidal-；Ro-，ME Paez-Hernandez ersidad Autonoma del Estado）；Trinstitute of Technology，TK）；Bhat ltural Research）；Van rtment of Agriculture；Tay-，RD；Schnabel，TS dr de Investigaciones Cientifi-，MP；Montero ME：A review tive sources（Universite de，X*）；Vitrac（Universite de Bordeaux，S Dudonne 540 Article Journal of Agricultural and Comparative study of antioxidant Bordeaux）；Coutiere，P；Woillez，M；Merillon，JM Food Chemistry，2009，57 properties and total phenolic content（5）：1768-1774 of 30 plant extracts of industrial interest using DPPH，ABTS，，and ORAC assays，SOD FRAP）；Es-（Consejo Superior de Investigaciones Cientificas，MV Selma 527 Review Journal of Agricultural and interaction between phenolics and（Consejo Superior de Investiga-，FA*；Tomas-Barberan，JC pin，57，2009 Food Chemistry：Role in human gut microbiota）ciones Cientificas）：6485-6501（15 Health。注“*”标）用列并（含者作讯，通注“#”标用者作一第9 10列：并注

分析中国和美国食品科学学科高被引论文的关键词共现图谱（图5）和词频在10 次（含）以上的关键词，比较中、美两国在食品科学学科的研究热点，发现多糖、壳聚糖、花青素、果胶等的生物活性（如抗氧化和抑菌活性等）、理化特性、结构和稳定性方面的研究以及高光谱成像技术是中国的研究热点。美国的研究热点集中在营养成分的递送（主要是乳液、纳米乳液、纳米粒子、包埋等）、姜黄素和酚类物质等的抗氧化活性、生物利用度和稳定性研究方面。其中，抗氧化活性这个关键词均位于中、美两国高频词的前3 位之中，是两国食品科学学科领域共同的研究热点。

图5 中、美两国食品科学学科高被引论文关键词共现图谱Fig.5 Mapping knowledge domain of keywords co-occurrence between China and the USA：highly cited papers of food science

通过分析食品科学学科高被引论文排名前5的中国科研机构发表的论文和词频在3 次以上（包括3 次）的关键词，发现中国不同优势单位的高被引论文研究热点侧重点有所不同，如华南理工大学的研究热点集中在高光谱成像、草鱼加工、抗氧化活性、皮克林乳液、多糖等方面。江南大学的研究热点主要是抗氧化活性、β-胡萝卜素、化学成分的生物利用度、流变学性能、稳定性、结构表征等。南昌大学的研究热点集中在青钱柳、多糖、姜黄素、抗氧化活性和α-糖苷酶（抑制机理）上。浙江大学的研究热点主要是桑葚、丙烯酰胺、高光谱成像、氧化应激等。中国科学院的研究热点高度集中在酚类物质的抗氧化活性和能力等。总的来说，中国食品科学学科高被引论文排名前5 的机构研究热点各有特色。

3 结语

中国在食品科学领域的研究取得了较大进步，该领域近10年的高被引论文已位居全球第一，然而，从总被引次数和篇均被引次数指标看，中国的论文质量和影响力与美国还存在较大差距，中国在论文国际合作网络形成中的影响力也远不及美国。同时，美国作为高被引论文合作网络的核心国家，一定程度上反映了美国学者引领科学前沿和热点的能力以及国际合作能力，也说明我国学者应更加注重研究的原始创新性和合作包容性。在入选高被引论文排名前20 的科研机构中，中国虽占据5 席，但各机构同样存在总被引次数和篇均被引次数指标偏低的现象。特别是在被引次数排名前10 的论文中，我国仅有1 篇第一作者的论文，未见我国科学家以通讯作者发表的论文。今后应更加注重领军人才的培养，进一步提高我国学者及研究成果的国际影响力。

通过对中、美发表论文的分析发现，中、美高被引论文的研究热点有所不同，美国更注重对营养的研究，中国优势单位的研究热点各有特色，其中抗氧化活性是全球范围内的研究热点。近年食品科学与生物学、化学和物理学等学科相关领域的交叉较为明显，学科之间的交叉融合丰富了食品科学学科的理论和方法，也带动了相关技术的发展。今后，我国的研究应更加重视原始创新，引领研究前沿，引导和鼓励交叉学科研究，利用其它学科方法解决食品科学与技术领域的科学问题；注重理论与应用的结合，强调基础研究对生产实践的指导。

对我国食品科学学科的宏观研究，可以更全面地认识中国该领域的研究现状及在全球所处的位置，有利于更好地总结过去、展望未来。今后一段时间，我国应在保证论文数量不断增加的同时，进一步提高论文质量。同时，建议中国科学家应进一步加强国际合作，以促进研究成果的受关注程度。

致谢：华中农业大学食品科技学院陈福生教授参与研究相关讨论，谨致谢意。