基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)對黑果腺肋花楸的可視化分析

閆鑒，魏麗萍，郜毓堃，王浩勵(lì)，蘭天，孫翔宇，馬婷婷*

1(神農(nóng)智華生物科技(山西)有限公司，山西 長治，046299)2(西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌，712100)3(西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌，712100)

黑果腺肋花楸，屬于薔薇科，腺肋花楸屬的多年生落葉灌木，果實(shí)為漿果，簡稱黑果，又名野櫻莓，不老莓[1-2]。黑果腺肋花楸富含花青素，因此呈深紫色[3]。黑果腺肋花楸目前在歐洲、美國等地廣泛種植，已有百年歷史，我國自2000年前后引入并逐漸發(fā)展[4-5]。2016年，黑果腺肋花楸作為7個(gè)代表性新興小漿果之一入選《中國小漿果產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，被譽(yù)為第三代“未來水果”。2018年9月12日，黑果腺肋花楸獲批進(jìn)入國家《新食品原料》名單。作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，為在一定程度上分析黑果腺肋花楸，研究熱點(diǎn)和趨勢，本文對其進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析。

1 數(shù)據(jù)來源與研究工具

1.1 數(shù)據(jù)來源

該研究的數(shù)據(jù)選自Web of Science(WOS)核心合集和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫。登錄WOS官網(wǎng)，進(jìn)入檢索界面，選擇數(shù)據(jù)庫為WOS核心合集，時(shí)間跨度為所有年份(1985—2020年)，檢索字段為“主題”，檢索主題詞為“Aroniamelanocarpa”或“AroniamelanocarpaElliot”或“Black chokeberry”，進(jìn)行檢索，將1992—2021年29年間WOS關(guān)于黑果腺肋花楸所有文獻(xiàn)篩選統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出742篇有效文獻(xiàn)，其中，2010—2020年間統(tǒng)計(jì)出569篇有效文獻(xiàn)[6-7]。根據(jù)1992—2020年度的發(fā)文量做出圖1，通過分析文獻(xiàn)數(shù)量變化趨勢，最終選擇研究時(shí)間跨度為2010—2020近10年間的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。登錄CNKI官網(wǎng)，進(jìn)入檢索界面，時(shí)間跨度為2010年1月1日—2020年12月31日，檢索字段為“主題”，檢索主題詞為“黑果腺肋花楸”或“野櫻莓”或“不老莓”，進(jìn)行檢索，篩選出中文文獻(xiàn)，統(tǒng)計(jì)出305篇有效文獻(xiàn)。根據(jù)WOS中檢索到的英文文獻(xiàn)和CNKI中檢索到的中文文獻(xiàn)對關(guān)于黑果腺肋花楸的中外研究進(jìn)行綜合分析。

1.2 研究工具

采用表格軟件Excel以及可視化處理軟件VOSviewer和Citespace。通過Excel軟件對檢索數(shù)據(jù)進(jìn)行合并、統(tǒng)計(jì)、分析，并繪制相關(guān)圖表。通過VOSviewer和Citespace軟件分別分析WOS數(shù)據(jù)集和CNKI數(shù)據(jù)集中的作者、關(guān)鍵詞及合作單位等知識單元的相似性與測度，構(gòu)建和繪制各單元間相互關(guān)系，以探求研究領(lǐng)域關(guān)鍵路徑及知識拐點(diǎn)，并預(yù)測未來研究熱點(diǎn)和創(chuàng)新研究方向。VOSviewer和Citespace是2個(gè)構(gòu)建和可視化文獻(xiàn)計(jì)量網(wǎng)絡(luò)的軟件工具。如網(wǎng)絡(luò)可能包括期刊、研究人員或個(gè)人出版物，它們可以基于引用、書目耦合、共同引用或共同作者關(guān)系來構(gòu)建。VOSviewer和Citespace還提供文本挖掘功能，可用于構(gòu)建和可視化從科學(xué)文獻(xiàn)正文中提取的重要術(shù)語的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。該研究以可視化分析為方法，從整體上把握黑果腺肋花楸在中外文獻(xiàn)中的研究概況，發(fā)現(xiàn)研究下一階段的重點(diǎn)問題，為今后的相關(guān)研究深入分析提供參考。

圖1 1992—2021年黑果腺肋花楸年度文獻(xiàn)產(chǎn)出量趨勢圖Fig.1 1992—2021 Trend chart of annual literature output of Aronia melanocarpa

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)出趨勢

由圖1可知，WOS核心中，研究期刊發(fā)文量趨勢由數(shù)量較少且穩(wěn)定到爆發(fā)式增長。1992年前，發(fā)文量為空白。1992—2006年發(fā)文量一直在2～10篇小幅度變化，數(shù)量較少且無增長趨勢。其中，1992—1996年發(fā)文量在3篇/年以下，甚至為0。到2007年發(fā)文量小幅度驟增，后又下降。自此開始，2009—2020年發(fā)文量逐年波動(dòng)增長，且增長速度開始加快。相應(yīng)地，自2009年開始被引頻次迅速增加，由于2021年統(tǒng)計(jì)不完全，到2020年達(dá)到頂峰。由此可以看出，黑果腺肋花楸正逐漸成為研究熱點(diǎn)。本文研究重點(diǎn)也在于爆發(fā)增長期2010—2020這10年內(nèi)。

2.2 研究狀況

關(guān)鍵詞集中體現(xiàn)了論文的主題及核心觀點(diǎn)，分析研究論文當(dāng)中的關(guān)鍵詞可以快速挖掘研究進(jìn)展，對認(rèn)識黑果腺肋花楸的研究現(xiàn)狀有一定指導(dǎo)意義。借助VOSviewer軟件對569篇WOS核心期刊論文關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化聚類分析(圖2)，用Citespace軟件對305篇CNKI中文期刊論文關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化聚類分析(圖3)。以Refworks格式導(dǎo)出，記錄內(nèi)容為全記錄與引用的參考文獻(xiàn)，設(shè)置時(shí)間為2010—2020年，時(shí)間切片是1年。

2.2.1 關(guān)鍵詞共線分析

以VOSviewer對英文關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，設(shè)置分析類型為共同出現(xiàn)(co-occurrence)，分析單位為所有關(guān)鍵詞(all keywords)，技術(shù)方法為全計(jì)數(shù)(full counting)，最小出現(xiàn)頻率為5，篩選后關(guān)鍵詞為186個(gè)，經(jīng)過人工剔除和糾錯(cuò)，設(shè)置共300條連線(圖2)。氣泡大小表示單詞出現(xiàn)的頻率(在一份出版物中多次出現(xiàn)算作1次)。

圖2 WOS關(guān)鍵詞共線圖Fig.2 WOS keywords common diagram

以Citespace對中文關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，設(shè)置Node Type為keyword，網(wǎng)絡(luò)剪裁方法選擇Pathfinder, Pruning sliced networks，關(guān)鍵詞共線圖譜中共納入318個(gè)節(jié)點(diǎn)，共411條連線(圖3)。

圖3 CNKI關(guān)鍵詞共線圖Fig.3 CNKI keyword common diagram

關(guān)鍵詞共線圖譜以節(jié)點(diǎn)的大小表示出現(xiàn)頻次，以線表示共現(xiàn)關(guān)系，以顏色表示年份。如表1所示對WOS英文文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞，如花青素、多酚、黑果腺肋花楸、抗氧化活性、氧化應(yīng)激、體外、酚類化合物、果汁、黃酮、提取進(jìn)行分析，和對CNKI中文文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞(黑果腺肋花楸、抗氧化、花色苷、多酚、黃酮、組織培養(yǎng)、純化、栽培技術(shù)、提取、原花青素)進(jìn)行分析，可以得出結(jié)論：檢索得到的604篇英文文獻(xiàn)和305篇中文文獻(xiàn)主要是對黑果腺肋花楸預(yù)防和治療疾病的功能特性、功能性物質(zhì)的提取分離和純化、植株栽培及加工食品開發(fā)的研究。通過對圖2、圖3中關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)大小及顏色的變化趨勢分析，可以得到2010—2020年中英文文獻(xiàn)研究重心從黑果腺肋花楸預(yù)防和治療疾病的功能特性轉(zhuǎn)移到黑果腺肋花楸中的功能性物質(zhì)的提取分離和純化、植株栽培，再到黑果腺肋花楸的加工食品產(chǎn)品及其工藝研發(fā)，研究由醫(yī)藥領(lǐng)域擴(kuò)展到生物學(xué)領(lǐng)域和食品科學(xué)領(lǐng)域，并逐漸成為各領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，體現(xiàn)了由原料生產(chǎn)到原料加工，由部分利用到綜合利用的發(fā)展趨勢。

表1 中英文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞Table 1 High frequency keywords in Chinese and English thesises

2.2.2 出版物分析

研究出版物的文獻(xiàn)數(shù)量和被引頻次能夠找出此研究領(lǐng)域內(nèi)的核心出版物(表2)。表2顯示了WOS中此領(lǐng)域文獻(xiàn)數(shù)量最多的10個(gè)出版物，分別是食品化學(xué)(Food Chemistry)、分子學(xué)(Molecules)、功能性食品(Journal of Functional Food)、營養(yǎng)學(xué)(Nutrients)、農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)期刊(Journal of Agricultural and Food Chemistry)、藥膳期刊(Journal of Medicinal Food)、藥用植物(Planta Medica)、氧化藥學(xué)和細(xì)胞壽命(Oxidative Medicine and Cellular Longevity)、美國實(shí)驗(yàn)生物學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)雜志(Faseb Journal)、抗氧化劑(Antioxidants)，學(xué)科包含食品科學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)。

表2 高文獻(xiàn)產(chǎn)出量的英文期刊Table 2 English journals with high thesises output

2.2.3 作者及機(jī)構(gòu)分析

研究作者共線圖譜反映了黑果腺肋花楸領(lǐng)域的核心作者與關(guān)聯(lián)作者的合作關(guān)系。通過VOSviewer對英文期刊作者進(jìn)行可視化分析，設(shè)置分析類型為共作者(co-authorship)，分析單位為作者(author)，技術(shù)方法為全計(jì)數(shù)(full counting)，最小出現(xiàn)頻率為6，共得作者為29個(gè)，關(guān)系連線37條，生成WOS作者共線圖(圖4)。WOS核心期刊發(fā)文量以O(shè)LAS B，BRZOSKA M M，SAVIKIN K，VALCHEVA-KUZMANOVA S，BOLLING B W，DENEV P，EKIERT H等人為首，形成了7個(gè)協(xié)作集群，集群內(nèi)部關(guān)聯(lián)緊密，但外部相互分布零散，關(guān)聯(lián)度低。

圖4 WOS作者共線圖Fig.4 WOS author common diagram

通過Citespace對中文期刊作者進(jìn)行可視化分析，設(shè)置Node Type為author，作者共線圖譜中共納入243個(gè)節(jié)點(diǎn)，共382條連線，生成CNKI作者共線圖(圖5)。圖中顯示的狀況與英文期刊類似，作者以劉仲華、姜鎮(zhèn)容、孟憲軍、千文等為關(guān)聯(lián)點(diǎn)呈簇狀分布，揭示了6個(gè)協(xié)作集群，集群內(nèi)部關(guān)聯(lián)緊密，但外部相互分布零散，關(guān)聯(lián)度低。

圖5 CNKI作者共線圖Fig.5 CNKI author common diagram

研究機(jī)構(gòu)反映了科研實(shí)力和學(xué)術(shù)云集，同時(shí)反映了黑果腺肋花楸領(lǐng)域的核心機(jī)構(gòu)與關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)合作關(guān)系。通過VOSviewer對英文發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行可視化分析，設(shè)置分析類型為共作者(co-authorship)，分析單位為機(jī)構(gòu)(organizations)，技術(shù)方法為全計(jì)數(shù)(full counting)，最小出現(xiàn)頻率為4，共得機(jī)構(gòu)為44個(gè)，關(guān)系連線28條，生成WOS機(jī)構(gòu)共線圖(圖6)。如圖6所示，高產(chǎn)機(jī)構(gòu)間大多沒有密切關(guān)聯(lián)，機(jī)構(gòu)間分布零散，僅顯示2個(gè)協(xié)作集群。從發(fā)文量來看，發(fā)表最多的是University of Belgrade，共計(jì)31篇，其次為University of Lodz(28篇)。從合作關(guān)系看，合作最廣泛的是University of Lodz，其次為Medical University of Bialystok。

通過Citespace對中文發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行可視化分析，設(shè)置Node Type為Institution,機(jī)構(gòu)共線圖譜中共納入161個(gè)節(jié)點(diǎn)，共101條連線，生成CNKI機(jī)構(gòu)共線圖(圖7)。從發(fā)文量看，遼寧省干旱地區(qū)造林研究所發(fā)文量最多，共計(jì)28篇，其次是廣東喜之郎有限公司、大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院國家海洋食品工程技術(shù)研究中心、華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，各12篇。從合作關(guān)系看，華南理工大學(xué)和沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)合作最為廣泛。圖7中顯示小型協(xié)作集群較多，大學(xué)與公司的合作較多。

圖6 WOS機(jī)構(gòu)共線圖Fig.6 WOS institute common diagram

圖7 CNKI機(jī)構(gòu)共線圖Fig.7 CNKI institute common diagram

2.2.4 國家分析

通過VOSviewer對國家進(jìn)行可視化分析，設(shè)置分析類型為共作者(co-authorship)，分析單位為國家(countries)，技術(shù)方法為全計(jì)數(shù)(full counting)，最小出現(xiàn)頻率為5，共得國家為44個(gè)，關(guān)系連線28條，生成WOS國家共線圖(圖8)。圖中共顯示4個(gè)集群，紅色集群為歐洲東南部國家，黃色集群為歐洲西北部國家，綠色集群為美國、韓國和西歐國家，藍(lán)色集群為歐亞國家，紫色集群為歐洲國家。藍(lán)色集群表明歐亞這些國家在大陸內(nèi)部的合作有限，綠色集群表明國際合作可跨地域較廣。從發(fā)文量來看，波蘭發(fā)文量最多(148篇)，其次是美國(55篇)、韓國(52篇)、塞爾維亞(50篇)、保加利亞(26篇)，中國位列第6(24篇)。從合作關(guān)系來看，西班牙合作關(guān)系最廣泛，其次是塞爾維亞、捷克共和國、波蘭、美國，中國排第6位。

圖8 WOS國家共現(xiàn)圖Fig.8 WOS countries common diagram

3 研究熱點(diǎn)

3.1 預(yù)防和治療疾病功能特性

黑果腺肋花楸及其提取物富含花青素、原花青素、羥基肉桂酸和黃酮醇等酚類化合物[8-11]，在動(dòng)物模型中具有抗炎[12]、抗癌[13]、保護(hù)心臟[14]和抗糖尿病[15]作用。例如，VALCHEVA-KUZMANOVA等[16]研究了黑果腺肋花楸果汁對大鼠吲哚美辛誘導(dǎo)的胃黏膜損傷和氧化脅迫的影響，結(jié)果顯示黑果腺肋花楸由于富含酚類化合物等抗氧化功能性物質(zhì)，能夠減少吲哚乙酸對胃黏膜的損傷和伴隨的氧化應(yīng)激。BRUNLICH等[17]從黑果腺肋花楸中提取花青素和原花青素并采用4種方法測定提取物的自由基清除活性和酶抑制活性，結(jié)果表明黑果腺肋花楸通過不同的多酚類化合物抑制α-葡萄糖苷酶活性從而降低血糖。同時(shí)黑果腺肋花楸能夠有效預(yù)防慢性疾病如肥胖[18]、高血脂[14]、高膽固醇[19]等。

3.2 功能性物質(zhì)的提取分離和純化

黑果腺肋花楸富含多種功能性物質(zhì)，如：酚類化合物、多糖、白藜蘆醇等。功能性物質(zhì)的制備過程分為提取和純化兩步。提取的方法有很多，如：葉[20]及果實(shí)[21]的多糖提取方法有超聲輔助醇提取法[22]、微波輔助提取法[23]；酚類化合物(多酚、花色苷、原花青素、黃酮等)的提取方法有超聲輔助醇提取法[24-27]、醇類提取法、酶法超聲聯(lián)合提取[28]等，純化方法主要是大孔樹脂法[24]；白藜蘆醇的提取方法主要為超聲波輔助乙醇提取法[29]。目前超聲輔助乙醇提取法已經(jīng)是一種研究非常深入的提取分離黑果腺肋花楸功能性物質(zhì)的方法，其他有效成分的提取分離純化仍有待研究。

3.3 植株栽培

黑果腺肋花楸具有極高的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值，包括藥用價(jià)值、食用價(jià)值、園林觀賞價(jià)值、生態(tài)價(jià)值，其用途廣、發(fā)展?jié)摿Υ螅档么罅ν茝V種植。發(fā)展黑果腺肋花楸的快速繁殖技術(shù)、栽培技術(shù)，有利于提高黑果腺肋花楸的產(chǎn)量。栽培技術(shù)的研究主要包括生長條件[30]、栽植方法[31]、田間管理[32]。生長條件不僅包括土壤、水源、溫度，還包括對植株抗逆性的研究[33]。栽植方法包括育苗、時(shí)間、施肥、間隔等。田間管理方法有保濕、除草、病蟲害等。

3.4 加工食品及其工藝開發(fā)

黑果腺肋花楸還可以作為食品原料進(jìn)行加工，以延長其貯藏性。但由于黑果腺肋花楸口感偏澀，因此加工過程中需要研究如何去除澀味的同時(shí)保留更多的營養(yǎng)物質(zhì)。加工后的產(chǎn)品類型豐富，包括果汁、果酒、果粉、果凍[34]、果醋[35-36]、復(fù)合飲料[37]、果醬[38]等。其中，脫澀技術(shù)也是工藝研究的重點(diǎn)，是改善黑果腺肋花楸食品口感的關(guān)鍵，包括聚乙烯吡咯烷酮、明膠、單寧酶、酵母[39]等。不同的工藝參數(shù)包括果實(shí)前處理?xiàng)l件、殺菌條件、脫色條件等都會(huì)對加工產(chǎn)品的風(fēng)味及營養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生影響。

4 結(jié)論

黑果腺肋花楸，作為小漿果是一種新興的食品原料，以其豐富的功能性成分越來越受到學(xué)者的關(guān)注，并有望成為研究熱點(diǎn)。該研究采用Excel統(tǒng)計(jì)、VOSviewer和Citespace軟件可視化，分析了2010—2020年黑果腺肋花楸領(lǐng)域發(fā)表的604篇WOS核心期刊論文和305篇CNKI中文期刊論文，從一定程度上揭示了黑果腺肋花楸領(lǐng)域的研究情況，有助于分析該領(lǐng)域的未來走向和前沿方向。黑果腺肋花楸研究自1992年開始，到2009年開始爆發(fā)式增長，到2020年到達(dá)頂峰，并有望繼續(xù)增長。黑果腺肋花楸研究關(guān)鍵詞多為功能性物質(zhì)提取分離和純化、植株栽培、抗氧化預(yù)防疾病以及加工食品開發(fā)，揭示了文獻(xiàn)重點(diǎn)在于對黑果腺肋花楸預(yù)防和治療疾病的功能特性、功能性物質(zhì)的提取分離和純化、植株栽培及加工食品開發(fā)的研究。根據(jù)作者、機(jī)構(gòu)、國家、期刊可視化分析，可得研究現(xiàn)狀的總體概況。后總結(jié)不同研究熱點(diǎn)的具體研究內(nèi)容和研究方法，分別對應(yīng)醫(yī)藥學(xué)、生物學(xué)和食品科學(xué)等研究領(lǐng)域。目前黑果腺肋花楸的研究較少，但其價(jià)值與發(fā)展?jié)摿薮螅哂袕V闊的發(fā)展空間。