基于文獻計量的全球真菌毒素研究態勢分析

張志娟郭春景

(1.遼寧省農業科學院,遼寧 沈陽 110161; 2.農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室(沈陽),遼寧沈陽 110161)

真菌毒素是由絲狀真菌在適宜條件下產生的小分子次級代謝產物[1],目前已知的真菌毒素約有400多種[2],研究主要有毒性較強的黃曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)、赭曲霉毒素 A(Ochratoxin A,OTA)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)、嘔吐毒素(Deoxynivalenol,DON)和T-2毒素(T-2 toxin)、伏馬毒素 B1(Fumonisin,FB1)和桔青霉素(Citrinin,CIT)等。研究表明,大多數真菌毒素可抑制動物體內蛋白的合成,破壞細胞結構,進而影響動物體肝臟、腎臟、神經、造血等組織器官的正常工作,具有強烈的致癌、致畸、致突變作用,對人和動物的健康造成了威脅[3~12]。有研究對谷物和堅果等中的黃曲霉毒素、伏馬菌素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、T-2和 HT-2毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素A等約500 000份數據進行統計分析,認為糧農組織預測的谷物和堅果中產生真菌毒素的比例為25%,可能是低估了[13]。因此,對真菌毒素的相關研究已成為食品安全領域研究熱點之一。

文獻計量學是指用數學和統計學的方法,定量地分析一切知識載體的交叉科學,被廣泛應用于圖情、教育、醫學、農業等領域,從不同角度揭示各研究領域學科布局、研究熱點、發展動態等[14~20],成為現代科學研究的重要輔助手段。近年來,國內真菌毒素研究進展多集中在檢測方法和降解方面[21~25],有關真菌毒素相關英文文獻研究的計量分析鮮見報道。

本研究利用文獻計量方法,以Web of Science核心合集中的SCI-Expanded數據庫為數據源,對全球真菌毒素領域的研究概況、研究群體競爭力、合作情況、研究熱點和主題等方面進行了計量分析,以期為相關領域的科技創新和管理決策提供情報支撐和數據參考。

1 材料和方法

1.1 數據來源

以科睿唯安的Web of Science核心合集中的SCI-Expanded數據庫為數據源,所涉及文獻類型為 Article,Review。 以 TS=(Mycotoxin?or mikotoxin?or“mold toxin?”or Mycotoxicoses or “Fungal toxin?”or fungaltoxin)為檢索式進行檢索,獲取相關期刊論文25 880篇文獻,檢索時間為2022年9月1日。

1.2 研究方法和工具

利用文獻計量學方法對文獻進行量化分析。利用Excel 2010對檢索到的真菌毒素的文獻從發文量、重點國家、高發文機構、高發文作者等方面進行統計分析,并運用VOSviewer軟件分析工具,對關鍵詞進行分析。

2 結果與分析

2.1 概況分析

2.1.1 全球發文概況分析 全球關于真菌毒素的研究開始較早,1941年已有相關研究,1962開始有連續性研究。直到1990年開始研究文獻才逐漸增多,發文量超過100篇/年,此后增長迅速,2012年開始年發文量超過1 000篇。近年來,真菌毒素研究領域的研究文獻數量總體呈現上升趨勢,2018年起年發文量達1 500篇,表明該領域研究受關注程度逐年增加(見圖1)。

2.1.2 中國發文概況分析 中國在真菌毒素領域的發文趨勢與國際情況基本一致,但研究起步較晚,1986年才有英文 SCI文章發表,且在2004年之前發文數量較少,2005年之后發文量增長迅速,2020年起年發文量超過500篇。年度發文情況見圖2。

圖2 中國真菌毒素研究領域年度發文量分布情況Figure 2 Annual distribution of chinese mycotoxin papers

2.2 文獻來源主要國家分析

2.2.1 國家發文分析 真菌毒素領域發文數量排名前10的國家情況見圖3,其中美洲有3個(美國、巴西、加拿大),亞洲有1個(中國),歐洲有6個(德國、意大利、西班牙、法國、英國、奧地利),除中國和巴西為發展中國家以外,其他全部為發達國家。由此可見,發達國家依然是真菌毒素研究領域的主要力量。其中美國和中國的發文量分別為4 206篇和4 141篇,排名前兩位,研究優勢明顯。

圖3 全球真菌毒素發文量排名前10的國家Figure 3 Top 10 countries of global mycotoxin papers

對真菌毒素領域發表文章數量排名前10的國家在2000~2022年間發文量情況進行分析可知:中國自2012年以后,發文量增速明顯,且呈現逐年上升趨勢;其他國家呈現波動平緩增長趨勢。2012年以前,美國的發文量遠遠高于其他國家,2013年之后其發文量一直遠低于中國(見圖4)。

圖4 2000~2022年間世界排名前10國家發文趨勢Figure 4 Annual distribution of global mycotoxin papers during 2000~2022(Top 10 countries)

2.2.2 國家合作分析 由真菌毒素研究發文量≥100篇的56個國家合作關系網可知,真菌毒素領域研究國家的合作布局為:(1)以中國、美國、加拿大、日本、印度等國家組成的北美洲和亞洲合作鏈。(2)以德國、意大利、英國等國家為核心的歐洲學術共同體。(3)以法國、巴西、西班牙等國家組成的跨區域學術合作網絡。分析可知中國已在真菌毒素領域開展了廣泛的合作研究,已經具有了較大的影響力(見圖5)。

圖5 國家合作關系圖(發文量≥100)Figure 5 Diagram of cooperation between countries(output≥100)

2.3 主要研究機構分析

2.3.1 機構發文分析 對世界排名前5的研究機構從2000年至今的發文情況進行統計可知,美國農業部、瓦倫西亞大學、意大利國家研究委員會在真菌毒素研究領域起步最早,且研究連續性較好;2009年之前,美國農業部發文量遠高于其他幾個機構,2021年略有下降,近10年呈現波動增長情況;根特大學從2004年開始連續開展了研究;中國農業科學院起步較晚,2008年才開展相關領域研究,但研究勢頭迅猛,2018年以后年發文數量均超過30篇(見圖6)。

圖6 2000~2022年間世界排名前5位機構發文趨勢Figure 6 Tr end chart of documents issued in the world from 2000 to 2020(Top 5 institutions)

2.3.2 機構合作分析 全球真菌毒素研究發文量≥100篇的49家機構合作網絡見圖7。在全球真菌毒素研究的合作網絡中,位于中心地位的機構有荷蘭根特大學、瓦倫西亞大學、美國農業部、中國農業科學院、法國農業科學研究院等。且形成了5大合作關系網:(1)以荷蘭根特大學為核心,包括維也納大學、慕尼黑工業大學、貝爾法斯特女王大學等機構的歐洲新興合作關系網。(2)以瓦倫西亞大學和CNR意大利國家研究委員會為核心,包括里奧跨爾托國立大學、米蘭大學、帕爾特大學等機構的跨國合作關系網。(3)以美國農業部為核心,包括美國密歇根州立大學、加拿大農業及農業食品部等機構的北美合作關系網。(4)以中國農業科學院、中國科學院、中國農業大學為核心,包括南京農業大學、華中農業大學、江南大學、浙江大學等機構的以中國為主體的新興學術合作關系網。(5)以法國國家農業科學研究院、圣保羅大學為核心,包括圣瑪麗亞聯邦大學、圖盧茲大學等機構的跨國合作關系網。

圖7 機構合作關系圖(發文量≥100)Figuri 7 Institution cooperation relationship diagram(output≥100)

2.4 期刊分布情況

以2000年至今的真菌毒素領域發文量排名前20的期刊作為研究對象,對其發文量、總被引頻次、篇均被引頻次及影響因子進行分析(見表1)。

表1 真菌毒素領域發文數量排名前20期刊Table 1 Top 20 journals of number of articles published in mycotoxin field

20種期刊共發文6 893篇,期刊影響因子在1.581~6.306。發文量排名前 3的期刊分別是《Toxins》、《Food control》和《Journal of agricultural and food chemistry》;總被引頻次排名前3的期刊分別是《Journal of agricultural and food chemistry》、《Food control》和《Food and chemical toxicology》;篇均被引頻次排名前 3的期刊分別是《Applied and environmental microbiology》、《Journal of chromatography a》和《Toxicology letters》;影響因子排名前 3的期刊分別是《Food chemistry》、《Frontiers in microbiology》和《Food and chemical toxicology》。該領域科研人員可以多關注上述期刊來了解更多真菌毒素相關領域的研究動態和研究趨勢。

2.5 學科分析

根據Web of Science學科分類體系,真菌毒素領域的研究共分布在165個學科類別中。其中,食品科學與技術學科發文最多,達8 661篇,遠高于其他學科;毒理學和化學學科發文量分別為5 913篇和5 553篇,排名二、三位;微生物學、生物化學和分子生物學、生物技術和應用微生物學、植物科學、真菌學、藥理學和藥劑學學科的發文量均在1 000篇以上?？梢娬婢舅匮芯可婕皩W科門類眾多,學科交叉融合明顯。

2.6 研究熱點和主題分析

研究熱點通常指在某一時間段內,具有內在聯系且數量相對較多的一組論文所探討的科學問題或專題,從文獻計量學角度看,某學科領域一定時段內出現頻次最高的關鍵詞通常是該領域的研究熱點。本文對真菌毒素研究領域≥50次的高頻關鍵詞進行抽取,并借助 VOS-viewer構建高頻關鍵詞熱點密度視圖和共現知識圖譜(見圖9、圖10)。其中,節點的大小和亮度代表主題詞的詞頻,可表示主題詞的重要性和熱度;節點之間連線的粗細代表主題詞之間的共現頻次,可以表示主題詞之間關系的密切程度。

圖1 全球真菌毒素研究領域年度發文量分布情況Figure 1 Annual distribution of global mycotoxin paper s

圖9 真菌毒素研究領域熱點密度視圖Figur e 9 Diagram of hotspot density in mycotoxin research field

圖10 真菌毒素高頻關鍵詞共現知識圖譜(詞頻≥50,共現>1)Figure 10 Diagram of mycotoxin high frequency keyword co-occurrence(word frequency≥50,co-occurrence>1)

經分析可知,全球真菌毒素研究領域研究熱點主要集中在真菌毒素的快速檢測、真菌毒素聯合毒性研究和真菌毒素的控制等方向。領域研究主題主要包括:(1)真菌毒素的檢測方法和風險評估研究。關鍵詞有:HPLC、MS、LC-MS、液相色譜、質譜、酶聯免疫法、代謝組學、風險評估、接觸、接觸評估等。(2)真菌毒素的毒性及毒性動力學研究。關鍵詞有:嘔吐毒素、赭曲霉毒素 a、玉米烯酮、伏馬毒素、鐮刀菌素、黃曲霉毒素b1、t-2毒素、細胞凋亡、細胞毒性、細胞因子、基因表達、遺傳毒性、肝毒性、腎毒性、代謝、毒性、毒代動力學等。(3)真菌毒素的污染防治和降解研究。關鍵詞有:黃曲霉毒素、曲霉屬真菌、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。

圖8 全球真菌毒素領域發文數量排名前10學科Figure 8 Top 10 research field of number of articles published in mycotoxin field

3 結論

以Web of Science數據庫核心合集中SCI-Expanded數據庫真菌毒素相關論文為數據源,利用文獻計量學方法,綜合分析了全球該領域的研究現狀,探討了該領域的研究熱點和主題,得到的主要結論有:

全球真菌毒素研究呈現上升趨勢,2012年開始年發文量超過1 000篇,2018年開始年發文量超過1 500篇,并呈現持續上升態勢,說明該領域研究受關注程度很高,值得持續關注。

美國、中國、意大利是真菌毒素領域發文量較多的3個國家,2013年起中國發文量超過美國,居世界首位。從發文的數量和質量來看,目前中國在真菌毒素研究領域處于世界前列,具有較大的影響力,形成了以中美為核心的國家合作網絡。

美國農業部、根特大學、瓦倫西亞大學、中國農業科學院、意大利國家研究委員會在該領域文獻產出量最大。中國農業科學院在該領域研究起步相對較晚,但研究勢頭迅猛,近幾年發文量呈現持續上升趨勢,進5年發文量穩居全球前三,形成了以中國農業科學院為核心的學術機構合作關系網絡。

《Toxins》、《Food control》和《Journal of agricultural and food chemistry》是全球真菌毒素領域發文量最多的期刊;《Journal of agricultural and food chemistry》、《Food control》和《Food and chemical toxicology》是總被引頻次排名前 3的期刊;《Applied and environmental microbiology》、《Journal of chromatography a》和《Toxicology letters》是篇均被引頻次排名前3的期刊;《Food chemistry》、《Frontiers in microbiology》和《Food and chemical toxicology》是影響因子排名前3的期刊。相關科研人員可以多關注上述期刊以了解真菌毒素研究的最新動態。

全球真菌毒素研究主要分布在食品科學與技術、毒理學、化學學科,發文量均在5 000篇以上;此外,還分布在農業、微生物學、生物化學和分子生物學、生物技術和應用微生物學、植物科學、真菌學、藥理學和藥劑學等多個學科。

全球真菌毒素領域研究熱點主要集中在真菌毒素的快速檢測、真菌毒素聯合毒性研究和真菌毒素的控制等方向。研究主題主要集中在檢測方法和風險評估研究、毒性及毒性動力學研究、污染防治和降解研究。