基于文獻(xiàn)計(jì)量方法比較分析益生菌領(lǐng)域研究熱點(diǎn)

張國華 齊千慧

（山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 太原030006）

益生菌（Probiotics）源于希臘語，意思是“對生命有益”（For life）[1]。現(xiàn)代研究表明，益生菌對維持腸道菌群平衡，提高免疫力，防止腹瀉和便秘具有積極作用[2]。益生菌的發(fā)展歷經(jīng)3 個(gè)世紀(jì)，大致可分為3 個(gè)階段（圖1）：

1）起始階段。19世紀(jì)中期巴斯德研究牛奶變酸過程并發(fā)現(xiàn)乳酸菌。此后，不斷有學(xué)者分離出新的菌種，并開始探索益生菌與人體健康之間的關(guān)系。

2）探索階段。20世紀(jì)初，被稱為“益生菌之父”的伊利亞·梅契尼科夫在保加利亞旅行期間發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)囟辔婚L壽老人，他從發(fā)酵乳中分離出保加利亞乳桿菌，并提出“用乳酸菌來調(diào)節(jié)腸道菌群，維持腸道健康”的理念。1930年，日本科學(xué)家代田稔從人體腸道分離出干酪乳桿菌代田株，并將其開發(fā)為發(fā)酵乳制品，提出“健腸長壽” 的理論[3]。1965年，Lilly等[4]在《Science》上發(fā)表的文章首次提出“Probiotics”，并將其定義為由微生物產(chǎn)生的生長促進(jìn)因子。此后不斷有學(xué)者針對該定義提出不同意見。1971年，Sperti[5]認(rèn)為益生菌是刺激微生物生長的組織提取物。1974年，Parker 將益生菌定義為對腸道微生物平衡有利的菌物[2]。1989年，F(xiàn)uller[6]認(rèn)為益生菌是額外補(bǔ)充的活性微生物，能改善腸道菌群的平衡并對宿主的健康有益，他強(qiáng)調(diào)了益生菌的活性，并首次引入了對宿主有益的概念。1998年，Guarner等[7]給出了更通俗的定義：益生菌是活的微生物，當(dāng)攝入足夠量時(shí)，對宿主健康起到有益作用。益生菌研究發(fā)展至此，尚沒有統(tǒng)一的定義及劃分標(biāo)準(zhǔn)。

3）發(fā)展階段。進(jìn)入21世紀(jì)，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）聯(lián)合專家委員會明確了益生菌的定義：益生菌系指活的微生物，當(dāng)攝取足夠數(shù)量時(shí)，對宿主健康有益[8]。2014年，國際益生菌和益生元科學(xué)聯(lián)合會（International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics，ISAPP）在此定義的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)了益生菌菌株的定義和安全性評價(jià)的重要性[9]。我國在2018年立項(xiàng)制定 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品用菌種的安全性評價(jià)程序》工作，標(biāo)準(zhǔn)的制定參考國際安全性評價(jià)的原則，用于指導(dǎo)我國益生菌市場使用菌種的安全性評價(jià)。2020年，中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會發(fā)布了益生菌的科學(xué)共識（2020年版）[10]，進(jìn)一步明確益生菌3 個(gè)核心特征為足夠數(shù)量、活菌狀態(tài)和有益健康功能，對我國益生菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極的指導(dǎo)作用。未來，益生菌領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。

本文采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法，以2001年FAO/WHO 明確益生菌定義及2014年ISAPP 對益生菌定義的補(bǔ)充完善為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，比較分析2001—2014年和2014—2020年（2014年8月1日前的文獻(xiàn)歸于前半段分析，之后的歸于后半段分析）中國知網(wǎng)（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）期刊數(shù)據(jù)庫和科睿唯安（Clarivate Analytics）的Web of Science（WOS）平臺SCI 數(shù)據(jù)庫中關(guān)于益生菌的文獻(xiàn)數(shù)量、來源期刊以及研究熱點(diǎn)，以期為我國益生菌行業(yè)未來發(fā)展提供參考依據(jù)。

圖1 益生菌的發(fā)展歷程Fig.1 The development of probiotics

1 文獻(xiàn)計(jì)量分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中文文獻(xiàn)：以CNKI 期刊數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，檢索主題為“益生菌”且關(guān)鍵詞為“益生菌”的文獻(xiàn)。

英文文獻(xiàn)：在WOS 平臺SCI 數(shù)據(jù)庫中，以“Probiotics/Probiotic”為檢索主題詞。

表1 2001-2020 益生菌領(lǐng)域文獻(xiàn)采集信息Table 1 Information of literature collection on probiotics research from 2001 to 2020

1.2 分析方法

本文使用BICOMB 2 書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)詞頻，采用Excel 2019 生成相異系數(shù)矩陣，采用SPSS 20 對相異系數(shù)矩陣進(jìn)行分析并繪制聚類圖，折線圖繪制采用Origin 9.1，詞云圖繪制采用R version 3.6.2。

2 益生菌領(lǐng)域發(fā)文趨勢分析

2.1 論文發(fā)表數(shù)量分析

CNKI 數(shù)據(jù)庫期刊發(fā)文量顯示（圖2），2002年益生菌領(lǐng)域發(fā)表論文55 篇，2019年達(dá)到1001篇，17年間增長了18.2 倍，年均增長率達(dá)19.7%。WOS 的發(fā)文量顯示（圖2），2002年國際益生菌領(lǐng)域發(fā)表論文293 篇，是同年中文文獻(xiàn)的5.3 倍，2019年達(dá)2283 篇，是同年中文文獻(xiàn)的2.3 倍，17年間增長了7.8 倍，年均增長率為14.0%。由此可見，國內(nèi)的益生菌領(lǐng)域研究雖然起步較晚，但是增長速度較快。

圖2 2001-2020年益生菌領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文發(fā)表數(shù)量Fig.2 The number of academic papers published in the field of probiotics from 2001 to 2020

2.2 主要發(fā)文期刊分析

2.2.1 2001 —2020年CNKI 中益生菌發(fā)文期刊分析 2001—2014年，益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 的中文期刊（表2）共發(fā)表學(xué)術(shù)論文554 篇，占益生菌領(lǐng)域總發(fā)文量的15.0%，其中以《中國微生態(tài)學(xué)雜志》發(fā)文量占比最高，其次為《中國乳品工業(yè)》、《飼料工業(yè)》、《食品工業(yè)科技》和《飼料研究》。從期刊類型看，益生菌在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用研究較多。2014—2020年，益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 的中文期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文632 篇，其中《中國微生態(tài)學(xué)雜志》仍然是占比最高的中文期刊，其次為《臨床醫(yī)藥文獻(xiàn)電子雜志》、《動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)》、《世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘》和《中國飼料》。由期刊發(fā)文量占比變化可知，益生菌在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量逐年遞增，益生菌的臨床試驗(yàn)和效果受到關(guān)注。而在食品領(lǐng)域，《食品科學(xué)》、《中國乳品工業(yè)》及《食品工業(yè)科技》仍舊位于益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 范圍內(nèi)。

表2 2001-2020年中文期刊中益生菌領(lǐng)域的發(fā)文量Top10Table 2 Top 10 Chinese journals that published research on probiotics from 2001 to 2020

2.2.2 2001 —2020年WOS 中益生菌發(fā)文期刊分析 2001—2014年，益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 的英文期刊（表3）共發(fā)表論文1277 篇，占益生菌領(lǐng)域總發(fā)文量的13.1%，其中位列第一的《Journal of Applied Microbiology》，發(fā)表論文162 篇。與同時(shí)期益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 的中文期刊相比，國際對于益生菌的關(guān)注重點(diǎn)更偏向于基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)應(yīng)用和食品營養(yǎng)方向，尤其是在消化道健康方面的作用，并且已關(guān)注益生菌的臨床應(yīng)用。益生菌在食品領(lǐng)域的應(yīng)用在國際上與國內(nèi)相同，主要集中于乳制品行業(yè)。2014—2020年，WOS 數(shù)據(jù)庫中益生菌領(lǐng)域發(fā)文量Top10 的英文期刊（表2）共發(fā)表論文1899 篇，期刊類型較2001—2014年有明顯變化，《Frontiers in Microbiology》以310 篇的發(fā)文量排在第1 位。益生菌在食品方向的研究比重增大，除了益生菌的營養(yǎng)性，開發(fā)及研究益生菌的功能也受到研究人員的關(guān)注。

另，作品“旅臺畫集”（落款：“李鐵夫自署”），年代應(yīng)為1943年春夏間。因?yàn)楦鶕?jù)館藏“麥華三小楷書黎暢久李鐵夫生軼事并跋”，可知李鐵夫在此期間住在臺山黎暢九家，并作水彩寫生九幅等作品。此“旅臺畫集”應(yīng)是當(dāng)時(shí)所書，為黎暢九日后為其出畫集所備。

表3 2001—2020年SCI 期刊中益生菌領(lǐng)域的發(fā)文量Top10Table 3 Top 10 SCI journals that published research on probiotics from 2001 to 2020

3 2001—2014年CNKI 與WOS 中益生菌領(lǐng)域熱點(diǎn)主題詞分析

3.1 關(guān)鍵詞分析

采用BICOMB 2 書目共現(xiàn)分析系統(tǒng)整理分析2001—2014年CNKI 數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次位于前30 名的關(guān)鍵詞（圖3a）。整體來看，益生菌的不同菌種或復(fù)合劑與人類消化道健康的關(guān)系是本領(lǐng)域研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。以微生態(tài)制劑和腸道菌群為最高頻次關(guān)鍵詞，出現(xiàn)頻次較高的益生菌菌種有乳桿菌、雙歧桿菌、乳酸菌、芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌等。與人體健康相關(guān)的關(guān)鍵詞有腸道菌群、潰瘍性結(jié)腸炎、幽門螺桿菌、炎癥性腸病、腹瀉、免疫功能、腸易激綜合征及腸道等。益生菌與養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)的關(guān)鍵詞有生產(chǎn)性能、生長性能、斷奶仔豬、仔豬和肉雞等。

對2001—2014年WOS 數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞分析顯示（圖2b），最高頻次的關(guān)鍵詞是Lactobacillus（乳桿菌），這表明在2001—2014年間乳桿菌是益生菌領(lǐng)域國際研究最熱的菌種。出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞還有Prebiotics（益生元），它是益生菌研究中重要的部分。除此之外，Bifidobacterium（雙歧桿菌），Lactic acid bacteria（乳酸菌），Lactobacillus plantarum（植物乳桿菌），Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳桿菌），Lactobacillus rhamnosus GG（鼠李糖乳桿菌GG 株）均為出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。與同時(shí)期CNKI 中的關(guān)鍵詞相比，WOS 中有關(guān)養(yǎng)殖業(yè)的關(guān)鍵詞出現(xiàn)較少，而與益生菌的醫(yī)學(xué)應(yīng)用緊密相關(guān)，如Allergy（過敏），Ulcerative colitis（潰瘍性結(jié)腸炎），Crohn’s disease（克羅恩?。┑?，并且出現(xiàn)了Children（兒童）和Infants（嬰兒）等特殊人群。

圖3 2001—2014 CNKI 和WOS 益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞詞云圖Fig.3 Word cloud of keywords related to probiotics in CNKI and WOS from 2001 to 2014

3.2 關(guān)鍵詞聚類分析

利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 20 對BICOMB 2 導(dǎo)出的關(guān)鍵詞共詞矩陣進(jìn)行聚類分析，由圖4可知，2001—2014年我國益生菌領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要可以分為4 大類：第1類，益生元促進(jìn)乳桿菌等的生長繁殖，益生菌與消化道健康及人體免疫的關(guān)系；第2類，益生菌的應(yīng)用，如多種益生菌在輔助治療幽門螺桿菌感染[11]方面的作用，益生菌在乳品行業(yè)的應(yīng)用。研究表明，鼠李糖乳桿菌、雙歧桿菌、布拉酵母菌可作為佐劑降低因治療幽門螺桿菌感染引發(fā)的腹瀉、惡心、味覺異常等不良反應(yīng)的發(fā)生率[12]；第3類，益生菌的研究注重菌種的篩選和鑒定，對于“個(gè)性化定制”益生菌，使其應(yīng)用更加精準(zhǔn)有重要意義；第4類，益生菌的研究側(cè)重于畜禽業(yè)，主要是通過微生態(tài)制劑防治動(dòng)物幼崽的腹瀉及抗生素導(dǎo)致的腸道菌群失衡，從而提升動(dòng)物幼崽的生長性能[13-14]。

通過對2001—2014年WOS 數(shù)據(jù)庫益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析（圖5），可將國際益生菌研究熱點(diǎn)劃分為6類：第1類，關(guān)注益生菌防治，如Inflammatory bowel disease（炎癥性腸?。⒓?xì)化研究Ulcerative colitis（潰瘍性結(jié)腸炎）和Crohn's disease（克羅恩?。?；第2類，Synbiotics（合生元）調(diào)節(jié)Antibiotics（抗生素）導(dǎo)致的Gut microbiota（腸道菌群）紊亂；第3類，針對特殊人群——Infants（嬰兒），從醫(yī)學(xué)角度研究益生菌與Intestinal microbiota（腸道菌群），Allergy（過敏），Immunity（免疫力）之間的關(guān)系，研究表明嬰兒早期腸道微生物群可能影響兒童食物過敏[15]；第4類，重點(diǎn)研究益生菌的Immunomodulation（免疫調(diào)節(jié)）作用，腸道菌群在微生物刺激及黏膜免疫中起關(guān)鍵作用，它為機(jī)體產(chǎn)生足夠的免疫刺激并為免疫細(xì)胞的發(fā)育提供了特定信號[16]；第5類，研究Lactobacillus rhamnosus GG（鼠李糖乳桿菌GG）對兒童（Children）群體Diarrhea（腹瀉）的作用，益生菌用于防治Helicobacter pylori（幽門螺桿菌）感染；第6類，重點(diǎn)關(guān)注益生菌在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，如利用Lactobacillus plantarum（植物乳桿菌）或Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳桿菌）發(fā)酵Yogurt（酸奶）。此外，Microencapsulation（微膠囊）化益生菌技術(shù)也受到研究者的關(guān)注，該技術(shù)能保護(hù)益生菌抵抗外界不良環(huán)境，從而提高活菌存活率，延長活菌常溫保存時(shí)間[17]。

圖4 2001—2014年CNKI 中益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析圖Fig.4 Cluster analysis of keywords in the field of probiotics in CNKI from 2001 to 2014

通過聚類分析的比較可知，國際益生菌研究熱點(diǎn)中有5類涉及到人體健康，并且研究內(nèi)容更為具體。益生菌在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用更加有針對性，分別針對不同人群及不同疾病。國際益生菌研究比較關(guān)注益生菌與消化道健康及免疫調(diào)節(jié)之間的關(guān)系，而同時(shí)期的中文期刊還注重益生菌在畜禽業(yè)的應(yīng)用，為我國的畜禽養(yǎng)殖發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

圖5 2001—2014年WOS 中益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析圖Fig.5 Cluster analysis of keywords in the field of probiotics in WOS from 2001 to 2014

4 2014—2020年CNKI 與WOS 益生菌領(lǐng)域熱點(diǎn)主題詞分析

4.1 關(guān)鍵詞分析

2014—2020年CNKI 數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞如圖6a所示，與2001—2014年CNKI 數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞相比，關(guān)鍵熱點(diǎn)詞中增添了美沙拉嗪、Meta 分析、療效、腸內(nèi)營養(yǎng)、兒童、安全性、復(fù)合益生菌、治療和Ⅱ型糖尿病等，說明2014—2020年期間益生菌的研究熱點(diǎn)趨向臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，開始關(guān)注益生菌的適用人群、臨床效果及安全性評價(jià)等。潰瘍性結(jié)腸炎、幽門螺桿菌、腸易激綜合征、腹瀉、乳酸菌、雙歧桿菌和免疫功能等依舊是研究熱點(diǎn)，表明科研人員依舊關(guān)注益生菌與人類健康的關(guān)系，消化道疾病如潰瘍性結(jié)腸炎[18]和腸易激綜合征[19]等一直是關(guān)注的對象。

圖6 2014—2020年CNKI 和WOS 中益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞詞云圖Fig.6 Word cloud of keywords related to probiotics in CNKI and WOS from 2014 to 2020

4.2 關(guān)鍵詞聚類分析

通過聚類分析將2014—2020年國內(nèi)益生菌領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)分為4類（圖7）：第1類是以藥物美沙拉嗪作為參照或聯(lián)合治療[20]，研究益生菌對潰瘍性結(jié)腸炎或炎癥性腸病的治療效果；第2類是益生菌在畜禽業(yè)的應(yīng)用，這與3.2 節(jié)所述的2001—2014年我國益生菌領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的聚類4基本相同，值得注意的是這一時(shí)期，畜禽業(yè)中開始關(guān)注復(fù)合益生菌對養(yǎng)殖動(dòng)物作用效果的研究；第3類是益生菌在食品方向，尤其是在發(fā)酵食品方向中的應(yīng)用，同時(shí)其安全性也成為學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)；第4類益生菌研究熱點(diǎn)為針對兒童，用Meta分析方法評價(jià)益生菌或益生元在腹瀉、幽門螺桿菌感染、腸易激綜合征及Ⅱ型糖尿病等疾病治療上的效果[21-23]，隨著慢性病的普遍發(fā)生，Ⅱ型糖尿病成為研究人員關(guān)注的一大研究熱點(diǎn)。

對2014—2020年國際益生菌研究關(guān)鍵詞聚類分析，將其分為5類（圖8）：第1類是對Lactobacillus（乳桿菌）和Bifidobacterium（雙歧桿菌）的研究，表明乳桿菌和雙歧桿菌是益生菌研究領(lǐng)域較為重要的菌種；第2類是益生菌在食品方向的應(yīng)用，開發(fā)研究益生菌Functional foods（功能食品）已成為一大研究熱點(diǎn)；第3類研究關(guān)注益生菌與養(yǎng)殖業(yè)，尤其是Bacillus subtilis（枯草芽孢桿菌）的應(yīng)用，如其對提高Growth performance（生長性能）及Immunity（免疫）的作用；第4類與3.2 節(jié)所述的2001—2014年國際益生菌研究熱點(diǎn)的聚類5 相似，為益生菌對Children（兒童）Diarrhea（腹瀉）的作用，引進(jìn)了Meta-analysis（Meta 分析）評價(jià)其效果，這與國內(nèi)研究一致；第5類研究熱點(diǎn)關(guān)注益生菌與腸道健康及Obesity（肥胖）的關(guān)系，通過益生菌或Prebiotics（益生元）調(diào)節(jié)Gut microbiota（腸道菌群），從而使益生菌代謝產(chǎn)物Short-chain fatty acids（短鏈脂肪酸）有效預(yù)防Diet（飲食）引起的Obesity（肥胖）[24]。

圖7 2014—2020年CNKI 中益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析Fig.7 Cluster analysis of keywords in the field of probiotics in CNKI from 2014 to 2020

5 結(jié)語

通過比較分析CNKI 和WOS 數(shù)據(jù)庫中益生菌的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外益生菌領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中在3 個(gè)方面：一是益生菌與人體健康，益生菌與消化道健康及免疫調(diào)節(jié)的關(guān)系，并且該方向一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的研究熱點(diǎn)。近年來益生菌與代謝性疾病的關(guān)系成為新的熱點(diǎn)，如高血壓、Ⅱ型糖尿病、肥胖等，益生菌的安全性評價(jià)和臨床效果受到廣泛關(guān)注。二是益生菌與食品，乳品發(fā)酵是益生菌在食品領(lǐng)域的重要應(yīng)用，國際益生菌研究主要關(guān)注益生菌的營養(yǎng)性和功能性，而國內(nèi)益生菌研究熱點(diǎn)主要聚焦于發(fā)酵乳制品。三是益生菌與養(yǎng)殖業(yè)，益生菌可應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)，并對動(dòng)物生長性能具有一定的影響。國內(nèi)益生菌研究主要關(guān)注益生菌對畜禽養(yǎng)殖業(yè)的影響，而國際研究更關(guān)注益生菌對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的影響。

圖8 2014—2020年WOS 中益生菌領(lǐng)域關(guān)鍵詞聚類分析Fig.8 Cluster analysis of keywords in the field of probiotics in WOS from 2014 to 2020

綜上所述，通過比較分析益生菌領(lǐng)域不同發(fā)展階段的研究熱點(diǎn)，有利于更全面的認(rèn)識益生菌領(lǐng)域的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀，更清楚地看到國內(nèi)益生菌研究與國際益生菌研究的差距和優(yōu)勢，為我國益生菌行業(yè)未來的發(fā)展方向提供參考依據(jù)。