基于Web of Science的變性淀粉研究進展及熱點分析

張 芹，武國慶，景民昌，于迎輝

(1.中國石油大學(北京)石油情報研究中心,北京 102249； 2.中糧營養(yǎng)健康研究院，北京 102209)

基于Web of Science的變性淀粉研究進展及熱點分析

張 芹1，武國慶2，景民昌1，于迎輝1

(1.中國石油大學(北京)石油情報研究中心,北京 102249； 2.中糧營養(yǎng)健康研究院，北京 102209)

變性淀粉以其良好的適應性應用于食品、造紙、紡織、醫(yī)藥、輕工業(yè)、建材、石油、生物工程等行業(yè)，近年來受到越來越多的研究者的關注。以Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)數(shù)據(jù)庫2000～2016年收錄的變性淀粉文獻為數(shù)據(jù)來源，利用文獻計量學及社會網(wǎng)絡分析方法對其研究進展及熱點進行分析。并根據(jù)ESI學科分類，分析變性淀粉高水平論文情況，揭示變性淀粉研究領域的國際熱點方向，為我國相關行業(yè)研究提供參考依據(jù)。

SCI；ESI；變性淀粉；研究熱點

淀粉是植物經(jīng)過光合作用產(chǎn)生的天然高分子化合物，是僅次于纖維素的第二大可再生資源，是重要的綠色化工基礎原料。天然淀粉普遍存在溶解性差、分散性查、成膜性差、易老化及膠融穩(wěn)定性差等缺點，嚴重制約著其在各行各業(yè)中的應用。為了改善天然淀粉的性能，擴大其應用范圍，利用物理、化學、酶法或復合改性處理方法，在淀粉分子上引入新的官能團或改變淀粉分子大小和顆粒性質(zhì)，改變淀粉的天然特性，使其更適用于一定行業(yè)應用的要求。這種經(jīng)過二次加工，改變性質(zhì)的淀粉統(tǒng)稱為變性淀粉。改性后的變性淀粉廣泛用于造紙、紡織、食品、醫(yī)藥、輕工業(yè)、建材、石油、生物工程等行業(yè)[1]。

變性淀粉的品種、規(guī)格已達2 000多種。按處理方式可分為物理變性淀粉、化學變性淀粉、酶法變性淀粉及復合變性淀粉四大類。物理變性淀粉包括預糊化淀粉、超高頻輻射處理淀粉、金屬離子變性淀粉、煙熏淀粉等；化學變性淀粉包括氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交聯(lián)淀粉、接枝淀粉等；酶法變性淀粉包括直鏈淀粉、糊精、抗消化淀粉等；復合變性淀粉指采用超過兩種及以上處理方法所得的變性淀粉，包括氧化交聯(lián)淀粉和交聯(lián)酯化淀粉等。其中化學改性方法生產(chǎn)的變性淀粉種類最多，用途最廣。

隨著對變性淀粉的功能性要求越來越高，對變性淀粉的研究也日益增多。為了更好的了解變性淀粉研究的現(xiàn)狀、發(fā)展、特點及熱點，十分有必要對針對變性淀粉的科研論文進行綜合性的文獻計量學分析。文獻計量學最早由Pritchard[2]提出，是對文獻進行定量分析，測定基礎科學、學科分布及發(fā)展動態(tài)的重要方法，被廣泛應用于各學科的研究發(fā)展分析[3-5]。本研究對2000～2016年Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)數(shù)據(jù)庫收錄變性淀粉論文進行文獻計量學分析，旨在從文獻計量學角度對變性淀粉的文獻產(chǎn)出進行綜合分析，研究變性淀粉領域的研究特點及發(fā)展分析，揭示變性淀粉的國際研究熱點和前沿，為我國變性淀粉研究發(fā)展趨勢提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究檢索數(shù)據(jù)源自湯森路透公司發(fā)行的Web of Science，選用其中的Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)。檢索時間段為2000～2016，檢索日期為2016-12-23。設定變性淀粉主題檢索，檢索式為TS=("modif*()starch*" OR "denatur*()starch*")，共檢索得到文獻1 582篇，精煉文獻類型為Article、Proceedings paper及Review，并去重后得到文獻1 560篇作為本研究分析的原始數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

將檢索所得的文獻記錄導入湯森路透的InCites分析工具，分別分析文獻時間分布、國家分布、期刊收錄情況、基金資助機構、研究機構及研究方向分布等。

對檢索所得文獻進行全紀錄與引用的參考文獻純文本格式輸出，利用社會分析網(wǎng)絡軟件UCINET6.0對高頻關鍵詞的貢獻關系進行可視化展示，結合K-核、中心性等分析方法及文獻內(nèi)容，并結合ESI高水平論文歸納當前國際變性淀粉領域的研究熱點和前沿。

2 結果分析

2.1 文獻的年限分布

文獻的年度總量可以反映出科學活動的產(chǎn)出，是衡量科研產(chǎn)出的一個重要指標，對研究論文的發(fā)表年度進行分析，可以從一定程度上反映研究領域的學術發(fā)展速度和理論水平。本研究檢索所得文獻的年度分布情況如圖1所示，由圖1可見,Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)數(shù)據(jù)庫中關于變性淀粉的論文呈逐年遞增趨勢，由發(fā)文數(shù)量的增加可以看出變性淀粉的研究熱度在不斷增加。從發(fā)文數(shù)量上整體可分為三個時間段，即2000～2004、2005～2009、2010～2016三個階段。

圖1 文獻年度分布情況

2.2 文獻的國家分布

所檢索文獻中除2條記錄不包含國家信息，剩余的1 558條記錄共涉及61個國家，其中文獻量排名前十位的國家分布情況如圖2所示。由圖2可見，我國的發(fā)文量位居第一位，由此說明我國在世界變性淀粉領域研究力度較大，具有一定的國際影響力。美國與印度位列二、三位。

圖2 發(fā)文量前十位國家/地區(qū)分布

2.3 文獻的期刊分布

檢索所得的1 560篇文獻，分布在446種期刊，收錄文獻數(shù)量較多的前十名期刊情況如表1所示。由表1可見，關于變性淀粉的收錄文獻主要集中發(fā)表于聚合材料、食品科技、農(nóng)業(yè)、生物加工等領域的期刊。發(fā)文量最多的期刊為《Carbohydrate Polymers》，說明針對變性淀粉用作聚合材料是研究的熱點，本期刊分布也可作為變性淀粉研究者的論文投稿參考。

2.4 文獻的基金資助機構分布

在檢索所得的1 560篇文獻中，有889條記錄不包含基金資助機構信息，包含基金資助機構信息的文獻中涉及的基金資助機構共有128個，其中排名前十位的分布情況如表2所示。排在第一位的為我國的國家自然科學基金，我國的中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金及國家高技術研究發(fā)展計劃(863)基金分別位于第五位和第十位，由此可說明我國對于變性淀粉領域的研究國家支持力度很大，這也是我國作為變性淀粉領域論文產(chǎn)出量最大的原因之一。巴西的國家科學技術委員會基金、教育部下屬高教基金委員會、圣保羅研究基金會分別位于第二、三、四位，說明巴西作為發(fā)展中國家中的農(nóng)業(yè)大國也將變性淀粉研究作為研究重點進行支持。

表1 發(fā)文量前10位期刊收錄文獻分布

注：期刊影響因子來自湯森路透JCR2015。

表2 發(fā)文量前10位基金資助機構分布

2.5 文獻的研究方向與研究機構分布

根據(jù)Web of Science的學科分類體系，檢索所得文獻共涉及92個研究方向，其中排名前十位的研究方向分布如表3所示。由表3可見，關于變性淀粉的研究方向主要集中于食品科技、聚合物技術、材料科技、生物應用及農(nóng)業(yè)領域。

共有736個研究機構發(fā)表了變性淀粉相關文獻，其中發(fā)文數(shù)量排在前十位的相關機構如表4所示。我國的華南理工大學及江南大學位列發(fā)文量前兩位，但是篇均被引頻次卻低于美國馬薩諸塞大學安姆斯特分校、瑞典隆德大學及巴西坎皮納斯州立大學等機構，說明我國的變性淀粉領域高質(zhì)量論文產(chǎn)出量相對較低，在今后的研究中應向高層次、高水平發(fā)展，也是我國科研工作者應思考的問題之一。

表3 發(fā)文量前10位研究方向分布

表4 發(fā)文量前10位研究機構分布

3 變性淀粉研究主題及熱點分析

3.1 研究主題及趨勢分析

通過對關鍵詞在不同時間段出現(xiàn)的頻率進行分析，進而得到該領域的研究主題及前沿趨勢是一種新型的分析方法，該方法已應用于多個行業(yè)的研究重點和趨勢分析[6-8]。本研究通過對檢索所得文獻的關鍵詞進行分析，在詞性合并的基礎上，選擇出現(xiàn)次數(shù)大于等于10的74個高頻詞進行共現(xiàn)分析，選擇共現(xiàn)次數(shù)大于等于4的關鍵詞繪制關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡，得到變性淀粉關鍵詞研究熱點圖譜，如圖3所示。

由圖3可見，變性淀粉的研究主題主要集中在：采用掃描電鏡研究變性淀粉的機械屬性；噴霧干燥、微膠囊壁材、流變學特性、乳化、膠囊化食品、阿拉伯膠共混改性；乙?；?、凝沉性、交聯(lián)性能、抗性淀粉、物理化學性質(zhì)。其中噴霧干燥與微膠囊壁材間的聯(lián)系最緊密，體現(xiàn)了變性淀粉研究領域的熱點。

圖3 變性淀粉研究主題圖譜

為了進一步考察變性淀粉研究主題隨時間的變化情況，根據(jù)發(fā)文量(圖1)將變性淀粉研究分為2000～2004年、2005～2009年、2010～2016年三個階段，每個階段選擇50個高頻關鍵詞，分別繪制共現(xiàn)頻次大于等于3次的關鍵詞共現(xiàn)圖譜(圖4、圖5、圖6)。由于2000～2004年高頻關鍵詞較少，因而圖譜中保留了寬泛意義的詞，而2005～2009年、2010～2016年的圖譜中則剔除了這兩個寬泛關鍵詞。

圖4 2000～2004年研究主題

圖5 2005～2009年研究主題

圖6 2010～2016年研究主題

由圖4、5、6可見，關于變性淀粉的共現(xiàn)關鍵詞呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢。在2000～2004第一階段，關鍵詞呈零散分布模式，酸改性淀粉與木薯淀粉、變性淀粉與擠壓膨化的關聯(lián)性最緊密，此外噴霧干燥與膠囊化食品、淀粉與交聯(lián)性能之間有共現(xiàn)關系，但是均為非緊密共現(xiàn)關系。在2005～2009第二階段，噴霧干燥與微膠囊壁材成為關聯(lián)性最緊密的主題，其次是微膠囊壁材與阿拉伯膠共混改性、仿真與流變學特性、交聯(lián)性能與羥丙基化作用的關聯(lián)性。在2010～2016第三階段，關鍵詞的共現(xiàn)關系呈現(xiàn)密切聯(lián)系狀態(tài)，不同關鍵詞的聯(lián)系愈加緊密，說明在此階段關于變性淀粉的交叉研究較多，關于變性淀粉的研究進入了高速發(fā)展階段。噴霧干燥與微膠囊壁材仍然是此階段聯(lián)系最緊密的共現(xiàn)關鍵詞。

3.2 研究熱點分析

高被引論文是指按照同一年同一個ESI學科發(fā)表論文的被引用次數(shù)按照由高到低進行排序，排在前1%的論文，直接映射了領域的研究熱點。依據(jù)ESI學科分類，檢索所得的結果中共有14篇ESI高被引論文[9-22]。

關于某一研究領域的研究前沿可以通過聚類分析高被引論文確定，聚類本次檢索的高被引論文關鍵詞繪制研究熱點圖譜如圖7所示，由圖可見關于變性淀粉共有三個分明的研究熱點：皂樹中提取納米乳液生產(chǎn)變性淀粉的穩(wěn)定性；采用霧化干燥技術制作為膠囊材料的方法，尤其側重于封裝效果的提高；淀粉的理化、水、熱等性質(zhì)研究。

圖7 高被引論文研究主題

4 結論

基于文獻計量學及社會網(wǎng)絡分析方法對變性淀粉研究進行了分析，揭示了該領域的研究進展及熱點。Web of Science核心合集(SCI-E、CPCI-S、CCR-EXPANDED、IC)數(shù)據(jù)庫中2000～2016年以變性淀粉為主題的研究論文發(fā)表在446種期刊上，主要集中在食品科技、聚合物技術、材料科技、生物應用及農(nóng)業(yè)領域。論文數(shù)量整體呈增長趨勢，中國與美國為發(fā)文量最多的國家，我國的華南理工大學及江南大學位列發(fā)文量前兩位，但是篇均被引頻次卻低于美國馬薩諸塞大學安姆斯特分校、瑞典隆德大學及巴西坎皮納斯州立大學等機構，說明我國的變性淀粉領域高質(zhì)量論文產(chǎn)出量相對較低，在今后的研究中應向高層次、高水平發(fā)展，也是我國科研工作者應思考的問題之一。

通過對檢索文獻關鍵詞進行分析，關于變性淀粉的研究主題主要集中在：采用掃描電鏡研究變性淀粉的機械屬性；噴霧干燥、微膠囊壁材、流變學特性、仿真、膠囊化食品、阿拉伯膠共混改性；乙?；?、凝沉性、交聯(lián)性能、抗性淀粉、物理化學性質(zhì)。其中噴霧干燥與微膠囊壁材間的聯(lián)系最緊密，體現(xiàn)了變性淀粉研究領域的熱點。通過分階段分析，可以看出隨著時間發(fā)展，變性淀粉的研究熱度不斷增加，關鍵詞共現(xiàn)也呈現(xiàn)不斷增加趨勢。第一階段主要的研究重點是酸改性淀粉與木薯淀粉、變性淀粉與擠壓膨化、霧化干燥與膠囊化食品、淀粉與交聯(lián)性能；第二階段的研究重點是霧化干燥與微膠囊壁材、微膠囊壁材與阿拉伯膠共混改性、仿真與流變學特性、交聯(lián)性能與羥丙基化作用；在第三階段的研究重點仍是噴霧干燥與微膠囊壁材。

根據(jù)ESI學科分類標準，共有14篇關于變性淀粉的高被引論文，通過關鍵詞聚類確定共有三個分明的研究熱點：皂樹中提取納米乳液生產(chǎn)變性淀粉的穩(wěn)定性；采用霧化干燥技術制作為膠囊材料的方法，尤其側重于封裝效果的提高；淀粉的理化、水、熱等性質(zhì)研究。

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(責任編輯：趙琳琳)

Research progress and hot points of modified starch based on Web of Science

ZHANG Qin1,WU Guo-qing2,JING Min-chang1, YU Ying-hui1

(1.Petroleum Intelligence Research Center, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2.COFCONutrition and Health Research Institute, COFCO, Beijing, 102209,China)

Modified starch is widely used in food,papermaking,textile,medicine,light industry,building materials,petroleum,bioengineering. More and more researchers focus on modified starch study. Bibliometric methods were used to analyze the scientific literatures of modified starch. Web of Science database(SCI-E,CPCI-S,CCR-EXPANDED,IC) were used to collect the data ranged from 2000 to 2016. The analysis done in the paper looked at the annual distribution of publications, countries, journals, funding agencies, research directions, research organizations and authors. Furthermore, key topics and top papers were analyzed based on ESI subject classification. The analyzed results showed the research hotspots and fronts of modified starch, which could provide reference for the further study basis.

SCI；ESI; Modified starch; research hotspot

2016-12-28；

2017-03-12

國家高技術研究發(fā)展計劃(2014AA021906)集成化全組分高效利用非糧木薯原料的關鍵技術研究。

張 芹(1981-)，女，博士，研究方向為化工及生物加工領域情報。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.04.001

TS236.9

A

1003-6202(2017)04-0001-06