我國大米品質研究發展動態的可視化分析

石小晶 姚安陽 李思維 謝薇薇 陳菁茹 張正勇

摘要：大米作為我國主要的糧食作物之一，針對其品質的相關研究對促進我國糧食產業高質量發展意義深遠。本文通過運用文獻計量軟件CiteSpace，采用研究機構共現、研究作者共現、關鍵詞共現及關鍵詞演變的知識圖譜，識別國內大米品質的研究現狀及熱點，分析演變趨勢并探索未來發展方向。結果表明：我國大米品質相關研究處于平穩發展階段，未來仍有較大的發展空間。國內研究機構及研究團隊較為分散，尚未形成較大的合作網絡。國內大米品質研究熱點主題主要有貯藏條件、相關性、蒸煮品質等。隨著人民生活水平的提高以及互聯網技術的發展，大米品質的研究重點漸漸向食味品質轉移，研究方法也漸漸向區塊鏈技術、計算機算法轉移。

關鍵詞：大米品質 CiteSpace 研究現狀 演變趨勢

大米是我國國民的第一口糧[1] ，全國約有60%的人以大米為主要糧食，大米的質量安全是糧食安全的重中之重[2] ，因此，加大力度開展大米品質相關研究具有重要的意義。然而，現階段有關大米品質領域的報道相對較少，尤其是缺乏系統性的量化分析大米品質文獻方面的研究，從而在宏觀上較全面客觀地揭示了國內大米品質的階段性研究成果、研究熱點和研究前沿等研究現狀。鑒于此，本文利用文獻計量學工具CiteSpace進行了系統性、定量化的國內大米品質研究的現狀和發展歷程分析，嘗試歸納我國大米品質研究力量以及研究熱點、前沿，進而客觀地展現了我國大米品質研究的總體情況，以期為準確掌握我國大米品質研究狀況，揭示發展規律，并為科研人員進一步開展大米品質深入研究和實踐探索提供理論和情報參考。

一、方法與數據

（一）研究方法

本文選用CiteSpace作為研究分析的工具，CiteSpace是陳超美教授團隊研發的一款文獻數據挖掘和可視化軟件[3] 。本文所采用的方法主要是利用統計學對獲取到的與大米品質有關的數據進行統計分析，描述其變化特征，以探索大米品質的研究力量與熱點。關于文獻計量工具CiteSpace的使用，國內已經有諸多學者進行了探索研究，其中包括關于醫院各類病癥的可視化分析、國內外教育研究的文獻綜述等方面的應用研究 [4] 。

（二）數據來源

為盡可能收集到更為完整、全面、精準的論文資料，本研究采用計算機檢索和人工排查相結合的方法選取文獻[5] 。在中國知網數據庫（China National Knowledge Infrastructure ，CNKI）中以“大米品質”“大米質量”為主題檢索詞并使用CNKI高級檢索，發表時間不限，期刊類別選擇“全部期刊”，檢索時間截止2020年12月4日，檢索1976-2020年間的中文文獻，剔除不相關的文章，并刪除重復文獻，最終選擇376篇高相關的中文期刊論文作為研究對象。

二、結果與分析

（一）大米品質研究文獻量的時序分析

文獻量是衡量一個研究領域發展狀況的重要尺度之一[6] 。整理檢索到的1976-2020年間376篇以大米品質為研究核心的期刊文獻，并繪制以年份為橫坐標，文獻量為縱坐標的文獻變化趨勢圖（圖1）。從圖中可以看出，1976-2002年為該領域的探索階段，該階段發文量較少僅有84篇，年平均文獻量僅為3.11篇; 2003-2019年是研究的穩定發展階段，雖然年文獻量有起伏，不過年平均文獻量為16.24篇。這兩個階段在一定程度上反映了我國大米品質研究的總體發展狀況。

（二）大米品質研究力量分析

1. 大米品質研究機構共現分析

研究機構是組織研究者進行領域研究的重要依托。研究機構共現分析可以識別出某一領域的核心機構及機構之間的合作關系。通過CiteSpace，選擇機構（Institution）為網絡節點類型、時間跨度為1976-2020年、時間切片為1，生成的大米品質研究機構共現知識圖譜（圖2），圖中節點代表研究機構，節點的大小反映了該機構的發文量，節點之間的連線代表機構之間具有合作關系。圖中共有340個節點，133條連線，網絡密度僅為0.0023，網絡密度值在0至1范圍，值越接近1則說明彼此間關系越緊密 [7] 。結果顯示出，國內大米品質研究機構之間在該領域的合作交流相對較少，尚有待加強提高，以促進大米品質研究的深入融通。由圖2可知，河南工業大學與廣州嶺南穗糧谷物有限公司及鄭州中糧科研設計院有限公司的合作關系較為密切。河南工業大學和南京財經大學在該領域的國內論文發文量排名相對靠前，一定程度上也反映出相關科研單位在該領域的人才力量、資源配置、科研產出的集聚優勢。

2. 大米品質研究作者共現分析

作者共現知識圖譜能夠識別出一個研究領域作者的發文量及其之間的合作關系。運用CiteSpace軟件生成的大米品質研究作者知識圖譜，如圖3所示。圖中節點的大小表示作者發文量的多少，節點間的連線表示作者之間的合作關系。從圖中結果可以看出，發文量最多的作者包括姚軼俊、張磊、李枝芳、王立峰組成的科研團隊，以及以安紅周、陳會會、尹文婷、林乾、何東升、羅瓊組成的科研團隊等。同時，圖示結果也揭示出各研究團隊的成員大多來自同一研究機構，作者之間的合作大多局限于同一機構內部，這一研究結果提示我們，不同的機構研究團隊之間的合作交流有待加強，以促進大米品質研究領域各團隊的交叉融合。

（三） 大米品質研究熱點分析

1. 關鍵詞共現分析

關鍵詞是文獻核心內容的高度概括，通過關鍵詞出現的頻次能夠識別出研究領域的研究熱點。節點類型為關鍵詞（Keyword），運行軟件得到的大米品質研究的關鍵詞共現知識圖譜，如圖4所示。圖中十字架大小表示關鍵詞出現的頻次，連線表示節點之間的關系。高頻關鍵詞反映該學術領域的研究熱點，中心性反映出熱點的重要性。一個關鍵詞的中心性越高，意味著它控制關鍵詞之間的信息流就越多[8] 。有關大米品質研究的知識圖譜十分清晰，圍繞關鍵詞生成了10個文獻聚類，分別是“大米品質”“品質”“米粉“蒸煮品質”“食用品質”“品質變化”“品質指標”“大米出口”“生理生化”“淀粉微細結構”。通過CiteSpace列出頻次超過10次的關鍵詞及其中心性（見表1）做進一步分析。頻次超過10次的關鍵詞有“大米”“大米品質”“品質”“相關性”“糊化特性”等18個。從中心性角度看，有4個關鍵詞中心性在0.1及以上，分別是“大米”“大米品質”“品質”“品質變化”，有些關鍵詞頻次和中心性都很高，如“大米品質”“品質變化”等，表明研究大米品質變化的相關因素是國內大米品質研究的重點和熱點問題。

2. 關鍵詞演變趨勢

關鍵詞演變趨勢可以通過關鍵詞時區視圖揭示各個關鍵詞隨時間的演變情況 [9]。運用CiteSpace軟件，時間切片選擇十年，可視化視圖選擇時區視圖（Timezone View），得到1976-1985、1986-1995、1996-2005、2006-2015、2016-2020年共5個時間段的大米品質研究的關鍵詞演變圖，如圖5所示。可以看出，1976-2002年大米的貯藏條件如氧濃度、儲糧技術、淀粉酶活性、白曲霉、糊化溫度、直鏈淀粉、膠稠度等是研究大米品質的熱點;2003年以來，食用品質、蒸煮品質、糊化特性、感官品質、包裝方式、人工智能、產地判別、儀器分析技術、BP（Back Propagation：反向傳播）神經網絡、區塊鏈、供應鏈成為大米品質研究學者所關注的熱點關鍵詞。近幾年，區塊鏈、人工智能、神經網絡等新一代信息技術是熱度較高的關鍵詞。由此可見，大米品質研究的演變過程，與信息技術的發展關系愈發緊密。當前，以大數據、人工智能為代表的新一代信息技術革命正深刻改變著社會各行各業，大米品質研究領域也不例外。

通過以上對我國大米品質研究的關鍵詞共現圖、演變趨勢圖的分析，可以看出，早期（1976-2002年）的研究以大米貯藏環境為主，主要關注溫度、含氧量以及水分對大米品質的影響。原四川省糧食局科研所“缺氧”貯藏組 [10] 認為缺氧貯糧有助于防止藥劑污染糧食;于秀榮等人 [11] 認為在機械制冷低溫儲糧不易推廣的情況下，準低溫儲糧是適合我國國情的經濟有效又易于實施的儲糧措施;陳松意等人 [12] 認為采用磷化氫熏蒸的辦法可以讓大米保持較高酶活性;李會新等人 [13] 認為密閉儲藏法能使在氣溫較高季節中入庫大米安全渡夏。后期（2003年以來）的研究側重于大米品質檢測、大米產地溯源以及大米食味品質的研究。如陳建偉 [14] 、吳彥紅等人 [15] 應用機器視覺技術對大米品質進行檢測;梁明等人 [16] 提出基于大米像素組織大米品質鑒定方法;胡用軍等人 [17]提出利用多個控制圖實現對大米中總砷含量測試結果控制;陶啟等人 [18] 提出利用區塊鏈技術對大米進行溯源;李芳等人[19] 采用B/S （Browser/Server）的3層體系結構、Apache服務器、Mysql數據庫和PHP語言設計開發了大米質量追溯與產地判別系統;王立峰等人 [20] 通過測定不同包裝方式大米儲藏過程中食用品質以及揮發性成分，判斷大米品質的變化;李蘇紅等人 [21] 用質構儀、食味儀對不同種類大米進行感官評價以及參數測定。由此可見，利用物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術，能夠更深入地研究大米品質。將大米品質探究與新一代科學技術有機結合起來，有望更全面客觀地認識大米品質，助力提升我國大米品質。

三、研究總結

為了洞悉國內大米品質研究的發展脈絡，本文以CNKI收錄的1976-2020年的376篇期刊論文為數據源，采用科學文獻計量研究方法，使用CiteSpace工具對國內大米品質研究的相關論文進行了知識圖譜可視化分析，研究結論為（1）通過論文的數量統計研究發現，從2003年以來大米品質相關的研究呈現上升趨勢，目前仍處于發展階段，預計未來有較大的增長空間。（2）通過研究機構共現及研究作者共現分析發現，論文發表量較為集中于該領域實力較高的高校，如河南工業大學、南京財經大學等，目前相關研究作者和團隊較為分散，尚未形成整體上較大的合作網絡。（3）通過關鍵詞聚類分析和關鍵詞演變分析，可知早期國內大米品質研究熱點主題主要有貯藏條件、淀粉酶活性、蒸煮品質等，大米品質研究在不同階段有不同的研究重點，研究重點也呈現出一種逐漸生長的狀態。隨著人民生活水平的提高以及信息技術的發展，大米品質的研究重點漸漸向食味品質轉移，研究方法也漸漸向區塊鏈技術、計算機算法轉移。

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（作者單位：南京財經大學管理科學與工程學院）