基于文献计量的全球真菌毒素研究态势分析

张志娟郭春景

(1.辽宁省农业科学院,辽宁 沈阳 110161; 2.农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(沈阳),辽宁沈阳 110161)

真菌毒素是由丝状真菌在适宜条件下产生的小分子次级代谢产物[1],目前已知的真菌毒素约有400多种[2],研究主要有毒性较强的黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)、赭曲霉毒素 A(Ochratoxin A,OTA)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)、呕吐毒素(Deoxynivalenol,DON)和T-2毒素(T-2 toxin)、伏马毒素 B1(Fumonisin,FB1)和桔青霉素(Citrinin,CIT)等。研究表明,大多数真菌毒素可抑制动物体内蛋白的合成,破坏细胞结构,进而影响动物体肝脏、肾脏、神经、造血等组织器官的正常工作,具有强烈的致癌、致畸、致突变作用,对人和动物的健康造成了威胁[3~12]。有研究对谷物和坚果等中的黄曲霉毒素、伏马菌素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T-2和 HT-2毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素A等约500 000份数据进行统计分析,认为粮农组织预测的谷物和坚果中产生真菌毒素的比例为25%,可能是低估了[13]。因此,对真菌毒素的相关研究已成为食品安全领域研究热点之一。

文献计量学是指用数学和统计学的方法,定量地分析一切知识载体的交叉科学,被广泛应用于图情、教育、医学、农业等领域,从不同角度揭示各研究领域学科布局、研究热点、发展动态等[14~20],成为现代科学研究的重要辅助手段。近年来,国内真菌毒素研究进展多集中在检测方法和降解方面[21~25],有关真菌毒素相关英文文献研究的计量分析鲜见报道。

本研究利用文献计量方法,以Web of Science核心合集中的SCI-Expanded数据库为数据源,对全球真菌毒素领域的研究概况、研究群体竞争力、合作情况、研究热点和主题等方面进行了计量分析,以期为相关领域的科技创新和管理决策提供情报支撑和数据参考。

1 材料和方法

1.1 数据来源

以科睿唯安的Web of Science核心合集中的SCI-Expanded数据库为数据源,所涉及文献类型为 Article,Review。 以 TS=(Mycotoxin∗or mikotoxin∗or“mold toxin∗”or Mycotoxicoses or “Fungal toxin∗”or fungaltoxin)为检索式进行检索,获取相关期刊论文25 880篇文献,检索时间为2022年9月1日。

1.2 研究方法和工具

利用文献计量学方法对文献进行量化分析。利用Excel 2010对检索到的真菌毒素的文献从发文量、重点国家、高发文机构、高发文作者等方面进行统计分析,并运用VOSviewer软件分析工具,对关键词进行分析。

2 结果与分析

2.1 概况分析

2.1.1 全球发文概况分析 全球关于真菌毒素的研究开始较早,1941年已有相关研究,1962开始有连续性研究。直到1990年开始研究文献才逐渐增多,发文量超过100篇/年,此后增长迅速,2012年开始年发文量超过1 000篇。近年来,真菌毒素研究领域的研究文献数量总体呈现上升趋势,2018年起年发文量达1 500篇,表明该领域研究受关注程度逐年增加(见图1)。

2.1.2 中国发文概况分析 中国在真菌毒素领域的发文趋势与国际情况基本一致,但研究起步较晚,1986年才有英文 SCI文章发表,且在2004年之前发文数量较少,2005年之后发文量增长迅速,2020年起年发文量超过500篇。年度发文情况见图2。

图2 中国真菌毒素研究领域年度发文量分布情况Figure 2 Annual distribution of chinese mycotoxin papers

2.2 文献来源主要国家分析

2.2.1 国家发文分析 真菌毒素领域发文数量排名前10的国家情况见图3,其中美洲有3个(美国、巴西、加拿大),亚洲有1个(中国),欧洲有6个(德国、意大利、西班牙、法国、英国、奥地利),除中国和巴西为发展中国家以外,其他全部为发达国家。由此可见,发达国家依然是真菌毒素研究领域的主要力量。其中美国和中国的发文量分别为4 206篇和4 141篇,排名前两位,研究优势明显。

图3 全球真菌毒素发文量排名前10的国家Figure 3 Top 10 countries of global mycotoxin papers

对真菌毒素领域发表文章数量排名前10的国家在2000~2022年间发文量情况进行分析可知:中国自2012年以后,发文量增速明显,且呈现逐年上升趋势;其他国家呈现波动平缓增长趋势。2012年以前,美国的发文量远远高于其他国家,2013年之后其发文量一直远低于中国(见图4)。

图4 2000~2022年间世界排名前10国家发文趋势Figure 4 Annual distribution of global mycotoxin papers during 2000~2022(Top 10 countries)

2.2.2 国家合作分析 由真菌毒素研究发文量≥100篇的56个国家合作关系网可知,真菌毒素领域研究国家的合作布局为:(1)以中国、美国、加拿大、日本、印度等国家组成的北美洲和亚洲合作链。(2)以德国、意大利、英国等国家为核心的欧洲学术共同体。(3)以法国、巴西、西班牙等国家组成的跨区域学术合作网络。分析可知中国已在真菌毒素领域开展了广泛的合作研究,已经具有了较大的影响力(见图5)。

图5 国家合作关系图(发文量≥100)Figure 5 Diagram of cooperation between countries(output≥100)

2.3 主要研究机构分析

2.3.1 机构发文分析 对世界排名前5的研究机构从2000年至今的发文情况进行统计可知,美国农业部、瓦伦西亚大学、意大利国家研究委员会在真菌毒素研究领域起步最早,且研究连续性较好;2009年之前,美国农业部发文量远高于其他几个机构,2021年略有下降,近10年呈现波动增长情况;根特大学从2004年开始连续开展了研究;中国农业科学院起步较晚,2008年才开展相关领域研究,但研究势头迅猛,2018年以后年发文数量均超过30篇(见图6)。

图6 2000~2022年间世界排名前5位机构发文趋势Figure 6 Tr end chart of documents issued in the world from 2000 to 2020(Top 5 institutions)

2.3.2 机构合作分析 全球真菌毒素研究发文量≥100篇的49家机构合作网络见图7。在全球真菌毒素研究的合作网络中,位于中心地位的机构有荷兰根特大学、瓦伦西亚大学、美国农业部、中国农业科学院、法国农业科学研究院等。且形成了5大合作关系网:(1)以荷兰根特大学为核心,包括维也纳大学、慕尼黑工业大学、贝尔法斯特女王大学等机构的欧洲新兴合作关系网。(2)以瓦伦西亚大学和CNR意大利国家研究委员会为核心,包括里奥跨尔托国立大学、米兰大学、帕尔特大学等机构的跨国合作关系网。(3)以美国农业部为核心,包括美国密歇根州立大学、加拿大农业及农业食品部等机构的北美合作关系网。(4)以中国农业科学院、中国科学院、中国农业大学为核心,包括南京农业大学、华中农业大学、江南大学、浙江大学等机构的以中国为主体的新兴学术合作关系网。(5)以法国国家农业科学研究院、圣保罗大学为核心,包括圣玛丽亚联邦大学、图卢兹大学等机构的跨国合作关系网。

图7 机构合作关系图(发文量≥100)Figuri 7 Institution cooperation relationship diagram(output≥100)

2.4 期刊分布情况

以2000年至今的真菌毒素领域发文量排名前20的期刊作为研究对象,对其发文量、总被引频次、篇均被引频次及影响因子进行分析(见表1)。

表1 真菌毒素领域发文数量排名前20期刊Table 1 Top 20 journals of number of articles published in mycotoxin field

20种期刊共发文6 893篇,期刊影响因子在1.581~6.306。发文量排名前 3的期刊分别是《Toxins》、《Food control》和《Journal of agricultural and food chemistry》;总被引频次排名前3的期刊分别是《Journal of agricultural and food chemistry》、《Food control》和《Food and chemical toxicology》;篇均被引频次排名前 3的期刊分别是《Applied and environmental microbiology》、《Journal of chromatography a》和《Toxicology letters》;影响因子排名前 3的期刊分别是《Food chemistry》、《Frontiers in microbiology》和《Food and chemical toxicology》。该领域科研人员可以多关注上述期刊来了解更多真菌毒素相关领域的研究动态和研究趋势。

2.5 学科分析

根据Web of Science学科分类体系,真菌毒素领域的研究共分布在165个学科类别中。其中,食品科学与技术学科发文最多,达8 661篇,远高于其他学科;毒理学和化学学科发文量分别为5 913篇和5 553篇,排名二、三位;微生物学、生物化学和分子生物学、生物技术和应用微生物学、植物科学、真菌学、药理学和药剂学学科的发文量均在1 000篇以上。可见真菌毒素研究涉及学科门类众多,学科交叉融合明显。

2.6 研究热点和主题分析

研究热点通常指在某一时间段内,具有内在联系且数量相对较多的一组论文所探讨的科学问题或专题,从文献计量学角度看,某学科领域一定时段内出现频次最高的关键词通常是该领域的研究热点。本文对真菌毒素研究领域≥50次的高频关键词进行抽取,并借助 VOS-viewer构建高频关键词热点密度视图和共现知识图谱(见图9、图10)。其中,节点的大小和亮度代表主题词的词频,可表示主题词的重要性和热度;节点之间连线的粗细代表主题词之间的共现频次,可以表示主题词之间关系的密切程度。

图1 全球真菌毒素研究领域年度发文量分布情况Figure 1 Annual distribution of global mycotoxin paper s

图9 真菌毒素研究领域热点密度视图Figur e 9 Diagram of hotspot density in mycotoxin research field

图10 真菌毒素高频关键词共现知识图谱(词频≥50,共现>1)Figure 10 Diagram of mycotoxin high frequency keyword co-occurrence(word frequency≥50,co-occurrence>1)

经分析可知,全球真菌毒素研究领域研究热点主要集中在真菌毒素的快速检测、真菌毒素联合毒性研究和真菌毒素的控制等方向。领域研究主题主要包括:(1)真菌毒素的检测方法和风险评估研究。关键词有:HPLC、MS、LC-MS、液相色谱、质谱、酶联免疫法、代谢组学、风险评估、接触、接触评估等。(2)真菌毒素的毒性及毒性动力学研究。关键词有:呕吐毒素、赭曲霉毒素 a、玉米烯酮、伏马毒素、镰刀菌素、黄曲霉毒素b1、t-2毒素、细胞凋亡、细胞毒性、细胞因子、基因表达、遗传毒性、肝毒性、肾毒性、代谢、毒性、毒代动力学等。(3)真菌毒素的污染防治和降解研究。关键词有:黄曲霉毒素、曲霉属真菌、展青霉素、赭曲霉素、食品安全、吸附、生物防治、生物降解、污染、去污、降解、解毒等。

图8 全球真菌毒素领域发文数量排名前10学科Figure 8 Top 10 research field of number of articles published in mycotoxin field

3 结论

以Web of Science数据库核心合集中SCI-Expanded数据库真菌毒素相关论文为数据源,利用文献计量学方法,综合分析了全球该领域的研究现状,探讨了该领域的研究热点和主题,得到的主要结论有:

全球真菌毒素研究呈现上升趋势,2012年开始年发文量超过1 000篇,2018年开始年发文量超过1 500篇,并呈现持续上升态势,说明该领域研究受关注程度很高,值得持续关注。

美国、中国、意大利是真菌毒素领域发文量较多的3个国家,2013年起中国发文量超过美国,居世界首位。从发文的数量和质量来看,目前中国在真菌毒素研究领域处于世界前列,具有较大的影响力,形成了以中美为核心的国家合作网络。

美国农业部、根特大学、瓦伦西亚大学、中国农业科学院、意大利国家研究委员会在该领域文献产出量最大。中国农业科学院在该领域研究起步相对较晚,但研究势头迅猛,近几年发文量呈现持续上升趋势,进5年发文量稳居全球前三,形成了以中国农业科学院为核心的学术机构合作关系网络。

《Toxins》、《Food control》和《Journal of agricultural and food chemistry》是全球真菌毒素领域发文量最多的期刊;《Journal of agricultural and food chemistry》、《Food control》和《Food and chemical toxicology》是总被引频次排名前 3的期刊;《Applied and environmental microbiology》、《Journal of chromatography a》和《Toxicology letters》是篇均被引频次排名前3的期刊;《Food chemistry》、《Frontiers in microbiology》和《Food and chemical toxicology》是影响因子排名前3的期刊。相关科研人员可以多关注上述期刊以了解真菌毒素研究的最新动态。

全球真菌毒素研究主要分布在食品科学与技术、毒理学、化学学科,发文量均在5 000篇以上;此外,还分布在农业、微生物学、生物化学和分子生物学、生物技术和应用微生物学、植物科学、真菌学、药理学和药剂学等多个学科。

全球真菌毒素领域研究热点主要集中在真菌毒素的快速检测、真菌毒素联合毒性研究和真菌毒素的控制等方向。研究主题主要集中在检测方法和风险评估研究、毒性及毒性动力学研究、污染防治和降解研究。