基于文献计量学的万寿菊研究现状及热点分析

李娜,张雨鑫

(1.长沙商贸旅游职业技术学院,湖南 长沙 410016;2.邵阳学院 食品与化学工程学院,湖南 邵阳 422000)

万寿菊(TageteserectaL.)又名金菊花、臭芙蓉、蝎子菊等,属菊科万寿菊属的一年生草本植物,喜阳、喜光照,花色多彩鲜艳,长花期,易栽培[1]。万寿菊品种繁多,原产于墨西哥,自20世纪80年代我国开始引进种植,根据使用用途万寿菊分为观赏型万寿菊、药用万寿菊、色素万寿菊[2]。观赏型万寿菊是园林中常见的花卉,主要采收其鲜花进行加工进而用于室内外环境布置[3];药用万寿菊是我国传统的中药材,其花、叶、根均可入药,万寿菊花具有化痰止咳、平肝清热、祛风保健等功效[4-5];色素万寿菊主要提取利用其花瓣中的脂溶性叶黄素,叶黄素属含氧类胡萝卜素,该色素已广泛应用于食品工业、制药工业、化妆品、烟草及饲料添加剂中[6],同时万寿菊富含酚类化合物,这些活性成分具有显著的抗氧化[7]、抗菌[8]、抗动脉粥样硬化[9]、抗癌[10]、抗炎[11]作用。

1 资料与方法

以万寿菊、金菊花为中文关键词,以marigold flower、TageteserectaL.为英文关键词,检索时限为2001—2021年,全面搜索中国学术期刊全文数据库(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)、万方数据知识平台以及Web of Science(WOS,科学网)核心集合数据库中万寿菊相关研究文献。

运用文献计量学方法与Microsoft Office2019、CiteSpace6.1.R1、End Note X9等软件梳理统计相关文献数据。对文献的高被引与高下载文献、关键词词频等内容进行统计分析并对关键词进行聚类分析和突现分析。

2 基于中文数据库的万寿菊文献分析结果

除去会议报道、新闻通报等不相关文献以及非学术性文献,从万方数据知识服务平台、CNKI获取无重复的原始文献151篇,以Endnote格式导出并保存。

2.1 高下载与高被引文献分析

对2001—2021年万寿菊研究相关文献下载量排名前5的中文文献进行统计,结果如表1所示。其中排名第一的文章详尽研究了万寿菊中叶黄素的分子结构、稳定性和降解规律以及对食品的安全影响,为以后对万寿菊的进一步深入研究提供了依据。另一篇下载量第四的博士论文,对不同品种万寿菊进行耐热和抗旱能力进行筛选,得出万寿菊生产和育种的首选品种,为之后园林行观赏性万寿菊的筛选研究提供了参考。从下载量来看,关于万寿菊中叶黄素的提取分离工艺以及万寿菊快速繁殖和生长生理特性等研究是下载热点。

表1 2001—2021年万寿菊相关的中文文献最高下载Top5

对2001—2021年万寿菊研究相关文献被引量排名前5的中文文献进行统计,结果如表2所示。与高下载量排名前5的文献不同,排名前5的被引文献均是来自期刊论文,我国在2003年前后这段时期的研究内容为日后万寿菊相关领域的研究打下了坚实的基础,对比国外2003年同时期万寿菊相关的发文量也反映出我国对万寿菊研究起步较早。从被引文献的研究内容上可以看出高被引文章主要研究领域为万寿菊提取物的抑菌作用的研究以及万寿菊叶黄素提取、分离、生理功能的研究。

表2 2001—2021年万寿菊相关的中文文献最高被引Top5

2.2 关键词分析

2.2.1 关键词热点词频分析

将151篇筛选后的文献进行同义词合并处理,对处理后的数据进行关键词词频云图制作,结果如图1所示。

图1 国内万寿菊研究关键词词频云图

词频排名第1位的是万寿菊,第2位的是叶黄素,其他高频关键词分别为槲皮万寿菊素、稳定性、万寿菊提取物、万寿菊粉、抗氧化、生长。词频云图显示的高频关键词主题与高下载和高被引论文研究领域相符,再次显示出我国对万寿菊的研究热点在万寿菊中叶黄素的提取与稳定性和抗氧化能力以及万寿菊不同部位的提取物上。

2.2.2 关键词聚类分析

关键词聚类分析技术主要用于对当下的重点热点问题进行可视化显示,对中文文献的关键词首先采用K均值聚类分析方法,再利用LLR算法对新纳入的关键字进行标签聚类,结果如图2所示。

图2 国内关键词聚类可视化图谱

颜色相同的节点为同一聚类,共形成19个聚类模块,各聚类相互交叉重叠,研究内容有联系又有区别,如#1叶黄素、#2抗氧化,叶黄素可滤除蓝光,具有猝灭单线态氧并捕获活性氧自由基的作用,以及抗氧化作用;#1叶黄素、#3金盏花、#7色素万寿菊、#19万寿菊黄色素,工业上万寿菊是提取分离叶黄素的理想原料,也有人用金盏花作为工业原料生产叶黄素;#6、#16万寿菊花、叶、根中含有具有特殊活性的化合物(如α-三联噻吩),可以通过干扰昆虫的产卵行为,达到控制害虫目的;#8山楂叶螨、#10光周期,万寿菊根提取物氯仿提取物(TPC)在光照和非光照条件下对山楂叶螨酯酶活性都具有抑制作用,其中光照条件下对酯酶的抑制程度较高;#5抗旱性、#14甲基立枯磷是干旱胁迫对万寿菊生长和生理的影响研究以及杀菌剂对万寿菊病害防治的研究;#13镉积累、#15生物量,镉通过与万寿菊体内蛋白质等物质结合从而在其体内长久固定。

3 基于英文数据库的万寿菊文献计量分析结果

3.1 关键词聚类分析

从图3可见英文关键词聚类分析图节点较大的分别是marigold flower、group、lutein、soil、structure,这些是该领域共词频最高的5个关键词。共形成5个聚类模块,各聚类模块相互交叉重叠,研究内容有联系又有区别。聚类1:包括group、diet、weight、week、hen、redness、fish、egg、zeaxanthin、pigment、skin,主要可以归纳为万寿菊色素物质对不同组群生物如鸡、鱼等作为饲料添加剂使用并对其体色及抗氧化性能等的影响研究。聚类2:包括lutein、marigold petal、DPPH、assay、temperature,主要可以归纳为万寿菊花中叶黄素的提取条件及抗氧化性的研究。聚类3:包括crop、population、essential oil、survey、dry weight、insect pest,主要可以归纳为不同地区的环境和气候下种植的万寿菊中精油的相关研究。聚类4:包括soil、dry weight、stress、chlorophyll、metal,主要可以归纳为万寿菊生长种植条件的相关研究。聚类5:包括structure、area、light shape、SEM、behavior,主要可以归纳为从微观方面探究不同地区万寿菊差别的相关研究。

图3 英文文献关键词聚类分析图

3.2 关键词突现分析

将关键词按年份进行学科前沿突现词分析,见图4。通过关键词的突现分析可以直观地展示万寿菊研究领域的热点变化。由图可知,2009—2016年万寿菊相关研究主要集中在万寿菊活性物质提取分离以及叶黄素与玉米黄素协同作用等领域,2017—2021年万寿菊研究热点在温度、光照、镉胁迫、盐胁迫、生长调节剂对万寿菊生长和生理活性影响方面。从关键词突显,可以得出目前对万寿菊活性成分的研究已经比较成熟,现在的研究热点是结合基因技术培育具有某种抗性或高水平活性成分的且可快速繁育的万寿菊新品种。

图4 WOS文献关键词突现图

4 结论与讨论

从中文万寿菊文献高下载量和高被引量论文对比来看,同一研究领域高下载量的论文被引用的频次相比年代较早的论文次数低很多,说明我国在2003年左右对万寿菊的研究工作进行的较为扎实且研究内容具有较高的质量,其中关于万寿菊叶黄素提取分离、生理功能的研究以及万寿菊提取物抑菌作用的研究都为之后的相关研究打下了坚实的基础。

从中英文热点关键词可以看出,万寿菊叶黄素是共同的研究热点,中文文献对于万寿菊抗旱性以及病虫害防治研究较多;近20年英文文献对于万寿菊中叶黄素的应用较多如作为动物饲料添加剂以及与玉米黄质协同使用辅助治疗疾病。

未来万寿菊的研究工作可以从以下几个方面展开:1)将万寿菊作为药用万寿菊使用的中药药方进行统计,把不同功效的药方进行分类,选取某一功效的含万寿菊的所有中药药方运用数据挖掘与网络药理学分析治疗这一疾病的方剂用药规律和作用机制。这么做可以进一步挖掘万寿菊的药用搭配规律,分析药物配伍之间的内在联系及关联规则,并可运用中药系统药理学数据(TCMSP)等数据库对其核心药物进行作用机制分析,构建靶基因-信号通路关系网络。2)比较不同品种万寿菊花朵中植物化学成分及其生物活性,分析其中的酚类和黄酮类物质的组成,评价其基于DPPH、ORAC、PSC、CAA等模型的抗氧化活性,考察酚类提取物及其主要组分对肝癌细胞、结肠癌细胞增殖的抑制作用,探究化合物的抗增殖机制。3)通过体外模拟肠胃消化和Caco-2模拟吸收模型,评价万寿菊活性成分多酚类物质的细胞摄取率及体外吸收效率,并探究消化过程中酚类物质及其相关抗氧化、抗增殖活性变化,以万寿菊黄酮醇为目标物质,制备纳米乳液包埋体系提高其生物利用度。

由于检索方式和文献来源数据库的不同,数据分析结果可能存在差异,但分析过程在全面综合阅读国内外近20年文献的基础上,选择了高被引与高下载的具有代表性的文献,尽量修正和弥补了软件不足。因此,本文在一定程度上客观反映了当前国内外万寿菊研究现状与热点,为万寿菊后续相关科学研究与万寿菊综合开发利用提供了参考方向。