基于SCI論文的馬鈴薯淀粉深加工技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

鄧媛，毛勇，李飛，張美麗，王燕，齊凡

（1.陜西省微生物研究所，陜西西安710043；2.陜西省科學(xué)院，陜西西安710043）

基于SCI論文的馬鈴薯淀粉深加工技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

鄧媛1，毛勇1，李飛1，張美麗1，王燕1，*齊凡2

（1.陜西省微生物研究所，陜西西安710043；2.陜西省科學(xué)院，陜西西安710043）

通過(guò)SCI論文對(duì)馬鈴薯淀粉深加工技術(shù)從國(guó)家、機(jī)構(gòu)、技術(shù)分布等方面進(jìn)行分析，以期從科學(xué)大數(shù)據(jù)分析視角揭示馬鈴薯淀粉加工研究和相關(guān)技術(shù)研發(fā)的概況、特征及發(fā)展趨勢(shì)，反映國(guó)際馬鈴薯淀粉加工領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)和研究重點(diǎn)，并提出相關(guān)建議，為我國(guó)馬鈴薯淀粉深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

馬鈴薯淀粉；深加工技術(shù)；趨勢(shì)研究；統(tǒng)計(jì)分析

馬鈴薯是重要的糧菜兼用和工業(yè)原料作物，由于其耐寒、耐瘠薄、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適生性廣、營(yíng)養(yǎng)成分全和產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)而受到全世界的高度重視[1]。目前，我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，種植面積和鮮薯產(chǎn)量均居世界首位，產(chǎn)業(yè)鏈條逐步拓展，經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提升。2010年，我國(guó)馬鈴薯種植面積與產(chǎn)量分別達(dá)到5.2×106hm2和8 154×104t，較前幾年大幅度增加。2015年，農(nóng)業(yè)部推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)戰(zhàn)略的指導(dǎo)意見中提出，將馬鈴薯作為主糧納入種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)作物，通過(guò)擴(kuò)大種植面積、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)開發(fā)、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、打造價(jià)值鏈，促進(jìn)一、二、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，助力種植業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，全面提升發(fā)展品質(zhì)。

馬鈴薯淀粉工業(yè)是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的重要環(huán)節(jié)，由于我國(guó)飲食結(jié)構(gòu)及馬鈴薯不宜貯藏等特性決定了馬鈴薯淀粉工業(yè)的發(fā)展程度，并將直接影響著我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化的程度。馬鈴薯淀粉的特殊分子結(jié)構(gòu)，使其具有增稠、凝膠、黏合、成膜、品質(zhì)易控制等特性，雖然價(jià)格偏高但具有其他植物不可替代的特性，因而被廣泛應(yīng)用于食品、造紙、醫(yī)藥、紡織、化工、石油鉆井和建材等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以馬鈴薯淀粉為原料，制成各類型的變性淀粉和淀粉深加工產(chǎn)品，改變?cè)矸鄣男阅?，使馬鈴薯淀粉用途更加廣泛，不但提高馬鈴薯淀粉的價(jià)格，而且各種新產(chǎn)品的性質(zhì)更適于工業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，分析馬鈴薯淀粉加工的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法分析預(yù)測(cè)學(xué)科發(fā)展態(tài)勢(shì)，已成為各學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)分析的方法[2-5]。王勇等人[6]對(duì)1985—2014年申請(qǐng)的馬鈴薯深加工技術(shù)專利狀況進(jìn)行分析，從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度研究了近20年來(lái)國(guó)內(nèi)馬鈴薯深加工發(fā)明專利的基本現(xiàn)狀、發(fā)明人、申請(qǐng)人及技術(shù)領(lǐng)域分析等，揭示了國(guó)內(nèi)馬鈴薯深加工發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢(shì)，反映了馬鈴薯深加工研究的熱點(diǎn)。劉玲玲[7]以國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局政府網(wǎng)站專利檢索平臺(tái)和中外專利數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)平臺(tái)兩大專利數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)馬鈴薯淀粉加工專利基本發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析，從而為國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者提供參考，促進(jìn)學(xué)科可持續(xù)發(fā)展。馬鈴薯淀粉工業(yè)作為我國(guó)迅速發(fā)展的學(xué)科，目前尚缺乏近幾年全球馬鈴薯淀粉研究領(lǐng)域總體發(fā)展態(tài)勢(shì)的相關(guān)研究。我國(guó)在馬鈴薯淀粉研究總體規(guī)模上雖然處于世界領(lǐng)先地位，但是馬鈴薯淀粉技術(shù)水平還應(yīng)有待提升。利用Web of Science為平臺(tái)，對(duì)2000—2016年ISI Web of Knowledge（SCI-E）數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的馬鈴薯淀粉加工研究論文進(jìn)行分析，采用分析工具為TI和TDA，以期從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度揭示世界馬鈴薯淀粉加工研究和相關(guān)技術(shù)研發(fā)的概況、特征及發(fā)展趨勢(shì)，反映國(guó)際馬鈴薯淀粉加工領(lǐng)域前沿?zé)狳c(diǎn)和研究重點(diǎn)，為相關(guān)科研人員更好地開展研究和科技管理部門科學(xué)決策提供情報(bào)支撐，旨在加強(qiáng)今后馬鈴薯淀粉加工技術(shù)的研究。

1 馬鈴薯淀粉加工技術(shù)領(lǐng)域論文分析

以“potato”“potato starch”等關(guān)鍵詞在SCI-E數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索分析，通過(guò)數(shù)據(jù)篩選，得到有效數(shù)據(jù)3 552條。此次分析利用的數(shù)據(jù)挖掘和可視化工具是美國(guó)Thomson公司開發(fā)的分析工具TDA（Thomson data analyzer）和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家科學(xué)圖書館&北京理工大學(xué)共同開發(fā)的戰(zhàn)略情報(bào)分析平臺(tái)，具體分析了SCI論文年度發(fā)文趨勢(shì)、重要發(fā)文國(guó)家和機(jī)構(gòu)，以及研究主題和被引頻次，揭示了馬鈴薯淀粉加工的發(fā)展態(tài)勢(shì)、研究熱點(diǎn)，為確定研究戰(zhàn)略和發(fā)展方向提供有價(jià)值的參考依據(jù)[8]。

1.1 全球馬鈴薯淀粉加工技術(shù)發(fā)文量年度變化趨勢(shì)分析

2000—2016年馬鈴薯淀粉加工研究SCI論文發(fā)文量年度變化趨勢(shì)見圖1。

圖12000 —2016年馬鈴薯淀粉加工研究SCI論文發(fā)文量年度變化趨勢(shì)

由圖1可知，全球馬鈴薯淀粉加工的發(fā)文量總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，2000—2007年，全球發(fā)文增長(zhǎng)趨勢(shì)較為平緩；2007年以后開始有了明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明馬鈴薯淀粉研究開始得到重視。從2000—2015年，發(fā)文量增長(zhǎng)了2.5倍，由此反應(yīng)出馬鈴薯淀粉研究在國(guó)際上呈持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

1.2 重點(diǎn)國(guó)家發(fā)文情況分析

發(fā)文量在一定程度上代表了各國(guó)在某個(gè)領(lǐng)域研究的活躍程度。

各國(guó)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)分析見圖2。

圖2 各國(guó)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)分析

由圖2可知，Top 10國(guó)家依次為中國(guó)、波蘭、美國(guó)、印度、日本、韓國(guó)、加拿大、巴西、法國(guó)、德國(guó)。我國(guó)關(guān)于馬鈴薯淀粉深加工發(fā)文量在各國(guó)中遙遙領(lǐng)先，高達(dá)500篇左右，約占總發(fā)文總量的14%，由此說(shuō)明我國(guó)在馬鈴薯淀粉加工技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地。

Top 5國(guó)家發(fā)文量年度變化趨勢(shì)見圖3。

圖3 Top 5國(guó)家發(fā)文量年度變化趨勢(shì)

由圖3可知，在2000—2005年以中國(guó)和印度為代表的發(fā)展中國(guó)家馬鈴薯淀粉加工技術(shù)發(fā)文數(shù)量很少，表明該時(shí)期馬鈴薯淀粉加工未受重視，研究技術(shù)還很薄弱；從發(fā)文量上來(lái)看，在此期間該技術(shù)則以美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家為主。到2007年以后，中國(guó)和印度的論文發(fā)文量增長(zhǎng)趨勢(shì)非常明顯，明顯超出其他國(guó)家，且中國(guó)發(fā)文量躍居世界第1位。由此可見，我國(guó)在馬鈴薯淀粉加工領(lǐng)域研究發(fā)文量占有較大優(yōu)勢(shì)，研究較為活躍，中國(guó)馬鈴薯淀粉發(fā)文量突增主要原因是我國(guó)馬鈴薯種植產(chǎn)量在2000年初期已躍居世界前列，且該時(shí)期我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整，要求大力發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、增加農(nóng)民收入，因此馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)為數(shù)不多、在國(guó)際上具有優(yōu)勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)業(yè)。因此，我國(guó)在該時(shí)期將馬鈴薯產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的行業(yè)，原國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布的《全國(guó)食品工業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃》關(guān)于食品工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)及主要方向中指出：“要積極發(fā)展馬鈴薯加工業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展馬鈴薯全粉、淀粉、專用淀粉和變性淀粉……到‘十五’末，建立起馬鈴薯全粉及加工品、淀粉、專用淀粉、馬鈴薯方便食品等產(chǎn)品體系，使馬鈴薯加工業(yè)成為中西部地區(qū)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)?！痹诟黜?xiàng)政策及科研經(jīng)費(fèi)大力支持下，推動(dòng)了我國(guó)馬鈴薯淀粉研究和產(chǎn)業(yè)化的整體水平，也促進(jìn)了我國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)文量的大幅提升。

1.3 國(guó)際重要機(jī)構(gòu)發(fā)文量分析

采用TDA軟件進(jìn)行清洗和分析。

Top 20機(jī)構(gòu)發(fā)文量年度變化趨勢(shì)見圖4。

圖4 Top 20機(jī)構(gòu)發(fā)文量年度變化趨勢(shì)

從圖4可以看出，研究國(guó)際馬鈴薯淀粉加工發(fā)文量TOP 20主要機(jī)構(gòu)有加拿大農(nóng)業(yè)部（AAFC）、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院（INRA）、波蘭雅蓋隆大學(xué)、江南大學(xué)、韓國(guó)大學(xué)等。根據(jù)氣泡大小可以看出，近幾年關(guān)注馬鈴薯淀粉的機(jī)構(gòu)主要是加拿大農(nóng)業(yè)部、江南大學(xué)、華南理工大學(xué)、波蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)、加拿大貴湖大學(xué)、澳大利亞昆士蘭大學(xué)、荷蘭瓦格寧根大學(xué)。由圖4可以看出，我國(guó)江南大學(xué)和華南理工大學(xué)從2008年開始才涉足馬鈴薯淀粉的加工研究，在近2年出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)2所大學(xué)馬鈴薯淀粉的研究領(lǐng)域進(jìn)行了分類，馬鈴薯淀粉主要圍繞在變性淀粉的生產(chǎn)基礎(chǔ)研究為主，如濕熱處理、脈沖電場(chǎng)、交聯(lián)、接枝等生產(chǎn)變性淀粉，以及利用馬鈴薯淀粉生產(chǎn)高分子材料等。

1.4 研究主題分析

1.4.1 研究領(lǐng)域分析

對(duì)2000—2016年發(fā)表文章涉及的領(lǐng)域進(jìn)行歸類，結(jié)果顯示近16年馬鈴薯淀粉研究領(lǐng)域排名前5位的主要分布在Food Science Technology（食品科學(xué)）、Chemistry Applied（化學(xué)應(yīng)用）、Ploymer Science（聚合物）、Agriculture（農(nóng)業(yè)）、Engineering（工程）領(lǐng)域，其中以食品科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)文量最多，達(dá)1 693篇，占總發(fā)文量43.8%；其次是化學(xué)應(yīng)用，發(fā)文量1 452篇，占總發(fā)文量37.6%；排在第3位聚合物研究（766篇），占總發(fā)文量19.9%；第4位是農(nóng)業(yè)（393篇），占10.2%；第5位是工程（334篇），占8.7%。除以上研究外，還涉及生物化學(xué)、分子生物學(xué)、材料科學(xué)、植物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等100多個(gè)相關(guān)學(xué)科。

1.4.2 基于關(guān)鍵詞的研究主題分析

通過(guò)對(duì)馬鈴薯淀粉關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而了解馬鈴薯淀粉研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，把握研究發(fā)展方向。對(duì)TDA軟件頻次最高的100個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行合并、歸類統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)近15年馬鈴薯淀粉研究主要集中在以下方面：①馬鈴薯變性淀粉性質(zhì)研究，涉及最為廣泛的是通過(guò)濕熱處理（Heat-moisture treatment）、擠壓處理（Extrusion）、輻射（Diffraction）、酸處理（Acid treated）、氧化等處理方法對(duì)馬鈴薯淀粉糊化（Gelatinization）、回生（Retrogradation）、流變性（Rheology）、熱性能（Thermal properties）、結(jié)構(gòu)（Structure）等性質(zhì)的影響。Wang C等人[9]用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和差示掃描量熱法（DSC），研究比較了辛烯基琥珀酸酐改性后的淀粉和原馬鈴薯淀粉顆粒、結(jié)構(gòu)及流變性，表明改性后的淀粉具有更好性能。Kristiawan M等人[10]動(dòng)態(tài)力學(xué)分析方法，研究了溫度和水分含量對(duì)擠壓態(tài)非晶馬鈴薯淀粉線性黏彈行為的影響，結(jié)果表明馬鈴薯淀粉在很寬范圍內(nèi)的熱機(jī)械條件下黏彈性仍具線性。Zhou Fengchao等人[11]研究不同濃度次氯酸鈉氧化后馬鈴薯變性淀粉形態(tài)、理化、結(jié)晶度、糊化、凝膠質(zhì)地和消化性能，結(jié)果表明隨著次氯酸鈉濃度的增加，馬鈴薯淀粉的羰基含量、羧基含量、溶解度和糊化溫度均增加，而馬鈴薯淀粉膨脹力、分解力、峰值和最終黏度均下降，經(jīng)氧化后慢性消化淀粉和抗性淀粉含量增加而快速消化淀粉含量下降。總之，氧化后的馬鈴薯淀粉性能得到明顯改善。②馬鈴薯變性淀粉的研究及應(yīng)用，其中抗性淀粉（Resistant starch）、直鏈淀粉（Amylose）、乙酰化淀粉（Acetylation）、氧化淀粉（Oxidation）、交聯(lián)淀粉（Cross-linker）等。Ulbrich Marco等人[12]研究了水解溫度對(duì)酸解馬鈴薯淀粉性能的影響，研究中將水解溫度分別設(shè)置2，25，50℃，結(jié)果表明在不同溫度下水解，淀粉性能差異顯著。當(dāng)水解溫度為50℃時(shí)，淀粉性能達(dá)到最佳狀態(tài)。Hong Jing等人[13]研究用脈沖電場(chǎng)制備馬鈴薯乙?；矸?，結(jié)果表明脈沖電池可以在短時(shí)間內(nèi)制備高取代度的乙?；矸?，該方法具有潛在應(yīng)用價(jià)值。③馬鈴薯淀粉高分子材料研究與應(yīng)用，其中主要研究淀粉可降解性（Biodegradability of starch）、淀粉膜（Film）、接枝共聚（Graft copolymerization）等。Oleyaei等人[14]用蒙脫土和TiO2制備馬鈴薯納米復(fù)合膜，通過(guò)傅里葉變換紅外（FTIR）光譜證實(shí)膜的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點(diǎn)都增強(qiáng)。Wang Liqiang等人[15]研究添加丙酸鈣和桂皮醛對(duì)馬鈴薯淀粉膜機(jī)械性能和抗菌性能的影響，結(jié)果表明丙酸鈣和肉桂醛對(duì)膜的力學(xué)性能有顯著提高，增加水蒸氣透過(guò)率和水的溶解度，降低復(fù)合膜的透光率且對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有明顯的抑制作用。④另外還有涉及少部分的馬鈴薯淀粉糖化及發(fā)酵，主要是多糖（Polysaccharides）、糖化酶（Glucoamylase）、乳酸發(fā)酵（Lactic acid fermentation）等。Bhatia S K等人[16]研究用兩步法發(fā)酵生產(chǎn)黃原膠，第1步用枯草芽孢桿菌水解馬鈴薯淀粉生成還原糖，第2步用水解馬鈴薯淀粉提取物作為碳源，以黃單胞菌XC.6生物合成黃原膠，其方法比直接用馬鈴薯淀粉發(fā)酵生產(chǎn)黃原膠產(chǎn)量提高2.8倍。

1.4.3 主要國(guó)家研究主題分析

通過(guò)對(duì)馬鈴薯淀粉主要研究國(guó)家的關(guān)鍵詞進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，從而了解各國(guó)馬鈴薯淀粉研究熱點(diǎn)，掌握各國(guó)馬鈴薯淀粉研究發(fā)展方向。運(yùn)用TDA軟件對(duì)馬鈴薯淀粉關(guān)鍵詞和國(guó)家進(jìn)行合并、歸類。我國(guó)的核心機(jī)構(gòu)主要是華南理工大學(xué)、江南大學(xué)和天津大學(xué)等，近期研究主題主要圍繞：①馬鈴薯淀粉經(jīng)變性后性質(zhì)研究，如理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、糊化等特性，Xie Yaoyu等人[17]研究了重復(fù)回生處理對(duì)蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉結(jié)構(gòu)特性和體外消化率的影響，研究表明蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉經(jīng)不同重復(fù)次數(shù)的回生處理其結(jié)構(gòu)變化對(duì)消化率有顯著影響。Xie Yanli等人[18]研究微波處理馬鈴薯淀粉，改善淀粉凝膠理化性質(zhì)。②馬鈴薯變性淀粉生成及應(yīng)用研究，如水熱處理、抗性淀粉、擠壓、χ-輻射等方面。Zhang Bing等人[19]研究馬鈴薯羧甲基淀粉的合成方法，并對(duì)其在染料印刷應(yīng)用進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明該方法成本低、環(huán)保性好，在活性染料印花中有廣泛的應(yīng)用前景。Ruan Hui等人[20]研究了馬鈴薯淀粉辛基琥珀酸淀粉酯的制備和對(duì)影響反應(yīng)的主要因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明反應(yīng)體系適宜參數(shù)為淀粉漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%，反應(yīng)時(shí)間3 h，反應(yīng)體系pH值8，反應(yīng)溫度35℃，辛基琥珀酸酐（OSA）的量3%，OSA稀釋倍數(shù)5。從我國(guó)研究機(jī)構(gòu)分布來(lái)看，主要以高校馬鈴薯變性淀粉理化性質(zhì)研究為主，淀粉應(yīng)用方面發(fā)文量較少。

波蘭的核心機(jī)構(gòu)主要是克拉科夫農(nóng)業(yè)大學(xué)、波蘭科學(xué)院、雅蓋隆大學(xué)等，近期研究主題主要圍繞：①馬鈴薯變性淀粉性質(zhì)研究，如力學(xué)、流變學(xué)等特性，Gumul Dorota等人[21]比較研究了氧化、擠壓、氧化-擠出復(fù)合變性3種改性淀粉中直鏈淀粉和非多糖成分含量、羧基量、分子量分布、糊化和流變學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明3種變性方法導(dǎo)致馬鈴薯淀粉中的灰分的增加，直鏈淀粉含量下降、黏度降低、對(duì)剪切力敏感度增加；氧化淀粉非碳水化合物含量最低、氧化淀粉磷含量減少，擠壓淀粉磷含量增加；氧化淀粉的水結(jié)合力和溶解度與天然淀粉相比略有不同，而擠壓淀粉與原淀粉有明顯差異；復(fù)合改性后分子質(zhì)量變化最大，擠出淀粉含量最低。②馬鈴薯變性淀粉研究，如γ-輻射、氧化淀粉、乙?；矸鄣确矫妗?/p>

美國(guó)的核心機(jī)構(gòu)主要是美國(guó)農(nóng)業(yè)部、普渡大學(xué)、愛荷華州立大學(xué)等，近期研究中馬鈴薯變性淀粉性質(zhì)研究并不是熱點(diǎn)，研究主題主要圍繞馬鈴薯變性淀粉生成及應(yīng)用研究，如馬鈴薯直鏈和支鏈淀粉生產(chǎn)、擠壓、抗性淀粉、馬鈴薯淀粉生物降解等方面。Kim Jongyea等人[22]研究在溫和酸性條件下濕熱處理（pH值5.0～6.5，濕度15%～25%，120℃處理3 h）馬鈴薯淀粉，變性后的馬鈴薯淀粉糊化時(shí)間延遲、黏度降低、熱穩(wěn)定性增加，結(jié)果表明微酸性環(huán)境可縮短馬鈴薯淀粉變性的時(shí)間及降低淀粉消化率。Schwall G P等人[23]通過(guò)遺傳修飾生產(chǎn)抑制2個(gè)異構(gòu)體生產(chǎn)高直鏈的馬鈴薯淀粉，其直鏈淀粉含量高，含磷量是原馬鈴薯淀粉的5倍，為食品和工業(yè)應(yīng)用提供了新的性能產(chǎn)品。

印度的核心機(jī)構(gòu)主要是古魯那納克開發(fā)大學(xué)、分塊莖作物研究所、安德拉邦大學(xué)等，近期研究主題主要以馬鈴薯淀粉性質(zhì)研究為主，如馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)、形態(tài)學(xué)、糊化性質(zhì)等；馬鈴薯變性淀粉研究，如熱處理、直鏈淀粉、擠壓、乙?；?。

日本的核心機(jī)構(gòu)主要是北海道國(guó)家農(nóng)業(yè)研究中心、帶広畜產(chǎn)大學(xué)、大阪城市大學(xué)等，近期研究主題主要圍繞：①馬鈴薯淀粉性質(zhì)研究，如糊化、回生、磷含量等，其中馬鈴薯淀粉磷含量研究是其他國(guó)家從未涉及的研究領(lǐng)域。②馬鈴薯變性淀粉研究，如水熱處理、直鏈淀粉等方面。③馬鈴薯淀粉發(fā)酵研究，如淀粉發(fā)酵生產(chǎn)丁醇、丙酮等化工產(chǎn)品，這也是日本研究一特色。

從Top 5國(guó)家主題詞分析，馬鈴薯淀粉的研究熱點(diǎn)主要是圍繞在變性淀粉的性質(zhì)研究、變性淀粉產(chǎn)品制備以及高分子化合物這3個(gè)方面。從研究主題詞分布來(lái)看，各國(guó)之間研究方向基本相同，我國(guó)發(fā)文量雖然排名第一，從表面上看研究隊(duì)伍很壯大，但是馬鈴薯淀粉的應(yīng)用卻與其懸殊；像歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，如醫(yī)用淀粉、黏合劑的研究早在20世紀(jì)初期都已形成產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)技術(shù)發(fā)展，研究實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我國(guó)；而日本由于馬鈴薯不是他們的主要農(nóng)作物，因此馬鈴薯淀粉加工研究相比歐美國(guó)家要遜色。

1.4.4 主要研究機(jī)構(gòu)主題分析

國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)主題分析見表1。

表1對(duì)比分析了發(fā)文量最多的前7家機(jī)構(gòu)研究主題。加拿大農(nóng)業(yè)部（AAFC）近期研究的熱點(diǎn)是有關(guān)馬鈴薯植物生長(zhǎng)、代謝和馬鈴薯淀粉產(chǎn)品，如抗性淀粉等；中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)近期研究的熱點(diǎn)是直鏈淀粉的提取、糊化淀粉及馬鈴薯塊莖根基研究；印度阿姆利澤納克大學(xué)近期的研究主題主要是辛烯基琥珀酸淀粉、X-射線物理變性等；法國(guó)生物農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院近期研究的主題主要是擠壓淀粉、酸水解淀粉、生物材料、生物納米材料、馬鈴薯淀粉顆粒研究、X-射線、淀粉磷酸化；波蘭雅蓋隆大學(xué)近期研究的主題主要是化學(xué)改性、淀粉磷酸化、X-射線衍射；江南大學(xué)近期研究的主題主要是熱性能、冷凍處理、支鏈淀粉、淀粉納米晶、蠟質(zhì)馬鈴薯淀粉、檸檬酸、熱濕處理、高直鏈淀粉、次氯酸鹽氧化法、微波加熱、改性淀粉；韓國(guó)大學(xué)近期研究的主題主要是乙酰化淀粉、交聯(lián)、雙重改性、羥丙基化淀粉；另外，針對(duì)我國(guó)華南理工大學(xué)近期研究的主題進(jìn)行了分析，主要是慢消化淀粉、水熱處理、辛烯基琥珀酸淀粉、直鏈淀粉、擠出型淀粉、熱塑性淀粉、X-射線。由此可見，國(guó)際上馬鈴薯淀粉重要研究機(jī)構(gòu)研究熱點(diǎn)主要是圍繞馬鈴薯變性淀粉的研究，我國(guó)馬鈴薯淀粉研究起步較晚，雖然中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、江南大學(xué)和華南理工等發(fā)文量躋身于國(guó)際前列，但是技術(shù)積累較少，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家研究機(jī)構(gòu)相比還是有所差距。

1.5 被引頻次分析

論文被引頻次國(guó)家排名見圖5，被引頻次Top 5國(guó)家發(fā)文主題詞見表2。

表1 國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)主題分析

圖5 論文被引頻次國(guó)家排名

表2 被引頻次Top 5國(guó)家發(fā)文主題詞

排名前5位的國(guó)家依次為美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、日本、印度，我國(guó)發(fā)文量雖排名世界第一，但文章被引頻次僅為7篇，其中4篇分別于美國(guó)普渡大學(xué)、荷蘭瓦格寧根大學(xué)、加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)食品部及香港大學(xué)合作發(fā)文。由此可見，我國(guó)馬鈴薯淀粉研究技術(shù)雖然形成了較大的規(guī)模，但是整體研究水平仍有較大提升空間，在馬鈴薯淀粉深加工領(lǐng)域形成較強(qiáng)的規(guī)模仍需要更大努力。

被引頻次Top 10文章主題詞見表3。

表3 被引頻次Top 10文章主題詞

由表3可知，其中被引頻次排名前2位的文章是來(lái)自法國(guó)的格勒諾布爾大學(xué)Angles M N和韓國(guó)釜山國(guó)立大學(xué)Antal M J等人[24-25]發(fā)表的利用熱塑性淀粉生產(chǎn)納米復(fù)合材料，被引頻次之高主要是由于高分子材料是利用淀粉生產(chǎn)的高附加值產(chǎn)品，是國(guó)際上研究的一大熱點(diǎn)；其余8篇文章主要圍繞在濕熱法處理淀粉工藝對(duì)淀粉性質(zhì)的影響[26]、化學(xué)變性如接枝聚合[27-28]及利用淀粉發(fā)酵產(chǎn)氫[29]等。由此說(shuō)明，我國(guó)在淀粉接枝聚合研究方面實(shí)力在國(guó)際上處于較為領(lǐng)先的地位。從文獻(xiàn)涉及領(lǐng)域分析，被引頻次Top 10文章中，除1篇屬于生物工程發(fā)酵外，其余全部屬于高分子聚合物領(lǐng)域。由此說(shuō)明，馬鈴薯淀粉的研究趨勢(shì)應(yīng)主要以附加值高的高分子聚合物方向發(fā)展。

2 討論及我國(guó)馬鈴薯淀粉加工發(fā)展建議

2.1 結(jié)論與討論

近15年，馬鈴薯淀粉加工研究論文數(shù)量逐年增加，其中以我國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家在2000年初期馬鈴薯淀粉深加工論文發(fā)文量很少，在近10年論文數(shù)量出現(xiàn)井噴，目前發(fā)文量處于全球第1位，發(fā)展態(tài)勢(shì)強(qiáng)勁，其中以華南理工大學(xué)和江南大學(xué)為代表的研究機(jī)構(gòu)，已躋身于國(guó)際重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)Top 10排名行列，論文發(fā)表數(shù)量占全國(guó)的35%，表明我國(guó)在大力扶持農(nóng)產(chǎn)品深加工政策下，馬鈴薯淀粉加工研究領(lǐng)域發(fā)展迅速，有助于推動(dòng)我國(guó)馬鈴薯主糧化及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)進(jìn)程。

通過(guò)對(duì)馬鈴薯深加工技術(shù)分析，由于馬鈴薯淀粉顆粒大、黏度高、易轉(zhuǎn)化等特殊性質(zhì)，馬鈴薯淀粉深加工技術(shù)主要以變性淀粉制備及應(yīng)用為主。就馬鈴薯產(chǎn)業(yè)目前加工效益來(lái)看，加工粉條一般升值率為15%，加工淀粉升值率為30%，而加工變性淀粉升值率為400%，加工薯?xiàng)l等快餐升值率高達(dá)550%，加工吸水樹脂等材料深加工品種升值率竟達(dá)880%[30]。近年來(lái)，以改性馬鈴薯淀粉為基質(zhì)合成可降解的復(fù)合材料是國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，但這些產(chǎn)品在我國(guó)尚處于起步階段。

我國(guó)在馬鈴薯淀粉加工領(lǐng)域發(fā)文量雖排名第一，且研究領(lǐng)域涉及面較廣，但研究技術(shù)相對(duì)落后，低水平重復(fù)研究現(xiàn)象嚴(yán)重，論文被引頻次低；從論文主題詞來(lái)看也缺少創(chuàng)新性，需引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)，提升研究創(chuàng)新能力；從目前馬鈴薯淀粉產(chǎn)品來(lái)看國(guó)內(nèi)主要以初級(jí)產(chǎn)品為主，加工品種單一，產(chǎn)業(yè)鏈條短，這主要是由于我國(guó)馬鈴薯淀粉加工技術(shù)以高校基礎(chǔ)理論研究為主，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的研究涉及較少，產(chǎn)品更新與應(yīng)用技術(shù)無(wú)人問(wèn)津[31]。

2.2 我國(guó)馬鈴薯淀粉加工發(fā)展建議

馬鈴薯淀粉性能好但使用率低，首先應(yīng)大力提升對(duì)馬鈴薯淀粉的認(rèn)識(shí)及宣傳工作，馬鈴薯淀粉應(yīng)根據(jù)其特性進(jìn)行發(fā)展規(guī)劃。在發(fā)酵行業(yè)，主要利用淀粉中的碳源，對(duì)其理化性質(zhì)并無(wú)過(guò)多要求，主要使用的是低價(jià)格的玉米淀粉，因此馬鈴薯淀粉在發(fā)酵行業(yè)中應(yīng)用不占優(yōu)勢(shì)。在食品行業(yè)，我國(guó)大多數(shù)生產(chǎn)廠家使用廉價(jià)的玉米淀粉、木薯淀粉等以次充好，為提高黏度、白度，又違規(guī)添加非食品添加劑、強(qiáng)氧化劑等，造成食品安全隱患層出不窮。另外，我國(guó)馬鈴薯淀粉應(yīng)用主要以食品為主，與美國(guó)馬鈴薯淀粉及其深加工產(chǎn)品的用途和分配相比，我國(guó)馬鈴薯變性淀粉的應(yīng)用范圍仍然十分有限，沒有真正體現(xiàn)出馬鈴薯淀粉在化學(xué)、物理性能上明顯優(yōu)于玉米、小麥等淀粉特殊功能，因此導(dǎo)致馬鈴薯淀粉的大量積壓，今后應(yīng)做好宣傳及普及教育工作，提升馬鈴薯淀粉的使用率。

其次，我國(guó)馬鈴薯淀粉產(chǎn)量雖排名世界前列，但由于技術(shù)水平不高，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)馬鈴薯淀粉產(chǎn)品過(guò)剩、銷路不暢，而且從國(guó)外進(jìn)口的高品質(zhì)馬鈴薯淀粉滿足不了各種工業(yè)的需求，因此我國(guó)淀粉工作者應(yīng)重視馬鈴薯淀粉技術(shù)的研究，在技術(shù)研究方面應(yīng)大力開發(fā)新產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)、提升技術(shù)創(chuàng)新性，縮小國(guó)內(nèi)馬鈴薯淀粉與世界先進(jìn)水平的差距，提高馬鈴薯淀粉產(chǎn)品附加值。從數(shù)據(jù)分析來(lái)看，以馬鈴薯淀粉為原料開發(fā)的新材料、醫(yī)用輔料、黏合劑及膳食纖維是今后馬鈴薯淀粉研究的發(fā)展方向，應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)工藝，注重產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)，才能使馬鈴薯淀粉取得良性發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)。

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Analysis of Development of Situation of Potato Starch Deep-processing Technology Based on SCI Database

DENG Yuan1，MAO Yong1，LI Fei1，ZHANG Meili1，WANG Yan1，*QI Fan2
（1.Shaanxi Institute of Microbiology，Xi'an，Shaanxi 710043，China；2.Shaanxi Academy of Sciences，Xi'an，Shaanxi 710043，China）

The paper uses SCI database to analysis potato starch deep-processing technology from the countries，institutions，distribution etc.From the dcience data to reveals the trend of potato starch processing technology，characteristics and development.In order to reflect the research fronts and emphasis of potato starch processing,and puts forward related suggestions.So it can provide some references for the future research and development for potato starch processing.

potato starch；deep-processing technology；trend study；statistical analysis

S532

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.020

1671-9646（2017）06a-0062-07

2017-05-05

陜西省科學(xué)院科技情報(bào)分析與戰(zhàn)略研究平臺(tái)建設(shè)專項(xiàng)（陜西省科學(xué)院2016增2）。

鄧媛（1981—），女，碩士，副研究員，研究方向?yàn)榈矸凵罴庸ぁ?/p>

*通訊作者：齊凡（1964—），女，本科，副研究員，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)。