國內(nèi)外茶皂素研究的文獻計量分析

劉思思, 李昌珠, 劉汝寬, 肖志紅, 張愛華

(湖南省林業(yè)科學院 省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室,湖南 長沙 410004)

茶皂素又稱茶皂苷，一種重要的油脂加工副產(chǎn)物，是從山茶科山茶屬中分離得到的一類結(jié)構(gòu)為五環(huán)三萜齊墩果烷型皂苷混合物，同時也是一種性能良好的天然表面活性劑和小分子生物活性物質(zhì)[1-3]。茶皂素具有溶血、魚毒、抗菌、殺蟲、消炎、抗氧化、抗病毒和抗腫瘤等生物活性，可應用于起泡劑、清塘劑、生物農(nóng)藥、抗腫瘤以及抗病毒新藥等的研發(fā)[4-6]。近年來，茶皂素因其優(yōu)良的理化性質(zhì)和生理功能，在日化、農(nóng)林、醫(yī)藥以及食品領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究及應用開發(fā)日趨增強，其產(chǎn)品受眾廣，具有廣闊的市場前景。為了更好把握茶皂素研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，給研究茶皂素的相關(guān)人員提供可靠的決策參考和研究思路，本研究利用Web of Science(WoS)核心合集數(shù)據(jù)庫和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)進行文獻搜索，采用文獻計量學方法，并結(jié)合CiteSpace 5.6的關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析功能，對1990～2019年被上述兩大數(shù)據(jù)庫收錄的茶皂素相關(guān)文獻進行全面的計量分析，通過對研究文獻年度分布、涉及學科、基金資助、文獻產(chǎn)出的國家和科研機構(gòu)等多個指標進行分析，闡述國內(nèi)外茶皂素研究的整體概況，并利用CiteSpace5.6軟件的可視化圖譜分析，從關(guān)鍵詞共現(xiàn)和突現(xiàn)兩個角度，分析了國內(nèi)外茶皂素研究的研究熱點與前沿。

1 數(shù)據(jù)來源和檢索結(jié)果

本研究數(shù)據(jù)來源于CNKI和WoS核心合集數(shù)據(jù)庫。在CNKI檢索系統(tǒng)中，采用高級檢索中的專業(yè)檢索方法，檢索方式為“SU=茶皂素”，時間設(shè)定為1990～2019年，來源類別限定為核心期刊、中文社會科學引文索引(CSSCI)，截至2019年12月31日，共獲得文獻326篇。在WoS核心合集數(shù)據(jù)庫中，設(shè)定檢索式為“tea saponin”，限定主題字段，設(shè)定數(shù)據(jù)的回溯年代為1990～2019年，同時點擊“更多設(shè)置”，限定數(shù)據(jù)庫為“Science Citation Index Expanded”，檢索時間為2020年7月20日，檢索后共獲得文獻498篇。同時，本研究還對CNKI中博、碩士學位論文數(shù)據(jù)庫進行了檢索，學位年度設(shè)定為1990～2019年，獲得茶皂素相關(guān)學位論文155篇，其中碩士學位論文144篇，博士學位論文11篇。

2 統(tǒng)計與分析

2.1 研究茶皂素的期刊文獻分析

2.1.1年度分布 發(fā)文量可在總體上反映學術(shù)界對某一領(lǐng)域的關(guān)注程度，也可在一定程度上反映該領(lǐng)域的發(fā)展速度[7]。從CNKI數(shù)據(jù)庫和WoS核心合集數(shù)據(jù)庫中分別檢索到326篇和498篇茶皂素研究相關(guān)期刊文獻。統(tǒng)計分析表明：國內(nèi)對茶皂素的研究最早始于1992年，當年的茶皂素文獻發(fā)表數(shù)僅4篇，國際上對茶皂素的研究最早始于1991年，當年文獻發(fā)表數(shù)僅1篇。對1990～2019年國內(nèi)外茶皂素研究的期刊文獻進行年度分析，結(jié)果如圖1(a)所示。由圖可以看出，國外期刊文獻數(shù)量在一定范圍內(nèi)有小幅波動，但年度產(chǎn)出量總體呈增長趨勢，其中1991～2004年產(chǎn)出量較少，僅發(fā)表40篇，2004年后文獻數(shù)量快速增加，2005～2019年產(chǎn)出量總計458篇，2018年達到高峰值61篇，2019年出現(xiàn)回調(diào)，產(chǎn)出量為52篇。國內(nèi)期刊文獻量在1992～2016年總體呈增長趨勢，其中1992～2007年期刊文獻產(chǎn)出量總計81篇，2008～2019年期刊文獻產(chǎn)出量總計245篇。值得注意的是國內(nèi)茶皂素研究期刊文獻于2017年開始出現(xiàn)回調(diào)，同期國外期刊文獻量呈上升趨勢，分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因，可能是由于國內(nèi)科研評價體系的驅(qū)使，使得國內(nèi)科研工作者傾向于將有關(guān)研究結(jié)果撰寫成英文，發(fā)表在國際期刊上。

被引頻次是文獻計量學中常用來衡量學術(shù)影響力的重要指標[8]。由圖1(b)可知，2001年以前，國內(nèi)外茶皂素研究期刊文獻被引頻次均較少，且國內(nèi)茶皂素研究期刊文獻的被引頻次略高于SCI論文的，究其原因可能是在期刊文獻總數(shù)不多的情況下，國內(nèi)茶皂素研究文獻數(shù)量多于國外期刊文獻。SCI論文的被引頻次于2004年以后大幅增加，且遠遠高于國內(nèi)茶皂素期刊文獻的被引頻次。2019年，SCI論文的被引頻次有所回調(diào)，可能是期刊文獻較新還未能有時間被充分引用的緣故。整體而言，自2004年開始，茶皂素研究受到了持續(xù)的關(guān)注，研究熱度驟然上升，但在2011年之后茶皂素研究熱度有所降溫。

圖1 1990～2019年發(fā)表在國內(nèi)外期刊上的茶皂素研究期刊文獻數(shù)量(a)及被引頻次(b)

2.1.2所涉學科 統(tǒng)計CNKI和WoS核心合集數(shù)據(jù)庫中茶皂素研究期刊文獻所涉學科，其中CNKI是依據(jù)《中國圖書館分類法》進行的學科分類，WoS核心合集數(shù)據(jù)庫則是依據(jù)美國科技信息所基本科學指標數(shù)據(jù)庫進行的學科分類。根據(jù)各自的學科分類體系，CNKI收錄的326篇期刊文獻涉及學科15個，WoS收錄的498篇期刊文獻涉及學科90個。分別對CNKI和WoS核心合集數(shù)據(jù)庫中茶皂素研究期刊文獻所涉學科排名前10的學科信息進行分析，如表1所示。因為同一篇文章可分屬于多種學科，在數(shù)據(jù)庫學科文獻數(shù)量統(tǒng)計時會存在重復統(tǒng)計，所以存在文獻數(shù)據(jù)總和大于實際文獻數(shù)量的情況。結(jié)果表明：CNKI中茶皂素研究所涉學科排名前5的分別是化學工程、食品、植物保護、環(huán)境和畜牧學科，而WoS中茶皂素研究所涉學科排名前5的則分別是食品科學技術(shù)、藥理學與藥學、藥物化學、生物化學與分子生物學和化學多學科等。

表1 CNKI和Web of Science收錄的茶皂素研究期刊文獻所涉及的學科統(tǒng)計

由表1可知，表中結(jié)果反映了在國內(nèi)茶皂素研究領(lǐng)域中，茶皂素研究主要集中在茶皂素的提取純化、在食品儲藏保鮮中的抑菌防腐功效、在農(nóng)藥領(lǐng)域的殺蟲效果以及在動物生產(chǎn)中的應用；在國際茶皂素研究領(lǐng)域中，茶皂素研究則重點關(guān)注茶皂素成分結(jié)構(gòu)、生物活性及應用。

2.1.3基金資助情況 通過茶皂素相關(guān)研究獲得資助的基金項目情況可以反映該領(lǐng)域受到關(guān)注的程度[9]。統(tǒng)計國內(nèi)外茶皂素研究期刊文獻(CNKI 326篇，WoS 498篇)排名前10的資助基金情況，結(jié)果如表2所示。由表可知，茶皂素研究獲得中國國家級項目資助類別的有3種，共產(chǎn)出論文173篇，分別為國家自然科學基金145篇，國家科技支撐計劃18篇，國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃10篇。中國省部級項目資助論文34篇，其中中央高?；A(chǔ)研究經(jīng)費15篇、浙江省自然科學基金10篇和湖南省科技計劃項目9篇。此外，排名前10的文獻中，巴西國家級項目類別1種，省部級項目類別1種，分別為巴西國家科學技術(shù)發(fā)展委員會和巴西教育部直屬高等人才教育基金委員會；日本省部級項目類別2種，日本文部科學省和日本科學促進會。在前10種不同資助類別的基金資助所產(chǎn)出論文中，獲得中國國家自然科學基金資助的占54.72%，中國國家科技支撐計劃項目資助的占6.79%，中國國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃資助的占3.77%，中國國家級資助共計65.28%。由此推測，目前國內(nèi)茶皂素研究主要依托于國家級項目，而從省級基金的投入上可看出，浙江省和湖南省相比于其他省份更加重視茶皂素有關(guān)研究。

表2 國內(nèi)外茶皂素研究期刊論文資助基金或項目的統(tǒng)計

2.1.4文獻產(chǎn)出的國家和科研機構(gòu) 國家或機構(gòu)的論文產(chǎn)出量和論文的被引頻次，均可反映一定時間內(nèi)該國家或機構(gòu)在特定研究領(lǐng)域的整體科研實力[10]。分析茶皂素研究期刊文獻產(chǎn)出的國家和科研機構(gòu)有助于了解中國茶皂素研究在世界范圍內(nèi)的研究水平，同時也有助于研究者聚焦高水平研究論文和尋找相應合作伙伴。以WoS核心合集數(shù)據(jù)庫收錄的498篇文獻為分析對象，統(tǒng)計其產(chǎn)出國家及影響力(表3)，由統(tǒng)計結(jié)果可以看出：茶皂素研究文章產(chǎn)出最多的3個國家依次是中國、日本和美國，對應的h指數(shù)分別為31、 27和17，h指數(shù)越高表明代表的論文水平越高。從論文數(shù)量上看，中國以256篇SCI期刊文獻總量遠超日本和美國，這種優(yōu)勢的獲得一定程度上依托于中國所具有的植物資源優(yōu)勢。統(tǒng)計國內(nèi)和國際上茶皂素期刊文獻產(chǎn)出量排名前10 的科研機構(gòu)(表4)，結(jié)果表明：國內(nèi)發(fā)文量排名前三的機構(gòu)依次是華南農(nóng)業(yè)大學(18篇)、安徽農(nóng)業(yè)大學(15篇)、湖南農(nóng)業(yè)大學(14篇)和江南大學(14篇)，而在國際上發(fā)文量排名前三的機構(gòu)依次是浙江大學(35篇)、日本京都藥科大學(28篇)和中國科學院(20篇)，中國的科研機構(gòu)占了2個席位，而排名前10中，中國的科研機構(gòu)則占了6個席位。但篇均被引頻次最多的是日本京都藥科大學，由此可見，雖然我國整體發(fā)文量排在世界前列，但是篇均被引次數(shù)略低于國外同行所發(fā)論文，這一反差值得思考。浙江大學和中國科學院作為中國國內(nèi)首屈一指的科研型院校，在統(tǒng)計的期刊文獻中，中文文獻發(fā)文量較少，SCI論文量分居世界第一和第三，表明浙江大學和中國科學院對于茶皂素有較多的研究。

表3 茶皂素研究期刊文獻(WoS)的主要產(chǎn)出國家和地區(qū)及其影響力

表4 國內(nèi)和國際茶皂素研究期刊文獻產(chǎn)出量排名前10位的科研機構(gòu)

2.1.5主要作者分布 對本研究中檢索到的茶皂素研究期刊文獻(CNKI 326篇，WoS 498篇)作者進行分析，可便于讀者快速了解該領(lǐng)域國內(nèi)外主要作者，有利于促進該領(lǐng)域的學術(shù)交流[11]。從表5可知，國內(nèi)茶皂素研究期刊文獻發(fā)文量排名前10位的作者的發(fā)文數(shù)量相差很小，且都低于10篇；結(jié)合篇均引用次數(shù)來看，湖南農(nóng)業(yè)大學的周建平和華南農(nóng)業(yè)大學的王小藝、胡美英和李輝等發(fā)表的茶皂素相關(guān)文獻被引次數(shù)較多。從國際上來看，排名前10位的作者中來自日本的有5人，其中京都藥科大學的有4人，近畿大學1人；來自中國的有5人，其中浙江大學3人，沈陽藥科大學1人，陜西科技大學1人。排名前5位的作者分別是日本京都藥科大學的YOSHIKAWA M、MATSUDA H、NAKAMURA S、MORIKAWA T和浙江大學的劉建新。根據(jù)上述分析結(jié)果可知，對于尋求國內(nèi)外合作的有志于開展茶皂素研究的科研工作者而言，合作人員可優(yōu)選浙江大學和日本京都藥科大學的相關(guān)研究者。

表5 國內(nèi)和國際茶皂素研究期刊論文發(fā)文量排名前10的作者分布

2.1.6文獻的來源期刊分析 對來源期刊的分析，一方面可幫助相關(guān)科研工作者針對性進行文章投稿，另一方面可側(cè)面反映出茶皂素研究所涉及的領(lǐng)域。表6列出了本研究選取的CNKI收錄的326篇文獻其來源期刊名稱。

表6 CNKI中所載茶皂素研究期刊文獻篇數(shù)超過6篇的期刊情況

由表可知，國內(nèi)刊載茶皂素研究論文超過6篇的雜志分別為《中國油脂》《中國糧油學報》《食品工業(yè)科技》《印染》《日用化學工業(yè)》《食品科學》《食品科技》《應用化工》等。對排名前三的雜志《中國油脂》《中國糧油學報》《食品工業(yè)科技》分析可以得出茶皂素作為重要的油脂加工副產(chǎn)物，在油脂領(lǐng)域相關(guān)期刊發(fā)表的期刊論文最多，而在食品保鮮、化工應用領(lǐng)域的研究相對較少。WoS收錄刊載茶皂素研究文獻超過5篇的來源期刊(表7)中排名前三的分別是《Chemical Pharmaceutical Bulletin》(IF=1.416)、《Journal of Agricultural And Food Chemistry》(IF=4.192)和《Molecules》(IF=3.267)，此外，影響因子最高的是《Food Chemistry》(IF=6.306)。由此可見，國際上茶皂素研究文獻多集中在茶皂素的化學結(jié)構(gòu)和生理活性方面。

表7 Web of Science收錄的茶皂素研究期刊文獻數(shù)超過5篇的期刊分布情況及其影響因子

2.2 研究茶皂素的博、碩士學位論文分析

博、碩士學位論文經(jīng)過了相關(guān)科研工作者的深思熟慮和導師的悉心指導，系統(tǒng)性強，專業(yè)性強，在一定程度上可有效衡量研究人員或研究機構(gòu)學術(shù)研究的深度[12]。對檢索的155篇茶皂素相關(guān)學位論文進行分析，結(jié)果見表8。由表8可知，根據(jù)茶皂素相關(guān)研究的學位論文總數(shù)排名，湖南農(nóng)業(yè)大學(19篇)、安徽農(nóng)業(yè)大學(14篇)和中南林業(yè)科技大學(11篇)的博碩士學位論文總數(shù)分列前三，但這三所大學茶皂素研究的博士學位論文產(chǎn)出分別只有1、1和0篇，而浙江大學博碩士學位論文總數(shù)雖以10篇排名第4，但其博士學位論文有5篇。一般而言，博士學位論文研究的課題相比碩士學位論文更深入，更系統(tǒng)。由此可見，浙江大學對于茶皂素的研究更為系統(tǒng)和深入。對155篇茶皂素相關(guān)研究的學位論文的指導老師進行分析可知：排名前三的分別為浙江大學的劉建新(指導博士3篇、碩士2篇)，湖南農(nóng)業(yè)大學周建平(指導碩士3篇)和山東農(nóng)業(yè)大學的李光德(指導碩士3篇)。

表8 CNKI收錄的茶皂素相關(guān)研究的博士、碩士學位論文的產(chǎn)出情況

2.3 茶皂素研究熱點與前沿

為了便于聚焦茶皂素有關(guān)研究的研究熱點與前沿，作者利用CiteSpace 5.6軟件研究了1990～2019年間WoS數(shù)據(jù)庫和CNKI數(shù)據(jù)庫中包括學位論文在內(nèi)的茶皂素研究文獻高頻關(guān)鍵詞圖譜(圖2和圖3)。線條粗細反映頻次大小，字體大小反映中心性強弱。圖2和表9顯示，1990年以來基于CNKI數(shù)據(jù)庫，茶皂素研究文獻中與茶皂素同時作為關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率較高的詞有納米乳液、提取率、響應面法、殼聚糖和工藝水等。結(jié)合圖3和表9來看，基于WoS核心合集數(shù)據(jù)庫檢索，與茶皂素共現(xiàn)頻率較高的關(guān)鍵詞分別是invitro、antioxidant、extract、fermentation和methanogenesis等。以茶皂素為乳化劑或復合乳化劑制備山茶油、甜橙油等納米乳液以及用響應面法優(yōu)化茶皂素提取工藝是目前國內(nèi)茶皂素的研究熱點，而茶皂苷單體的提取以及體外抗氧化活性研究是國際上茶皂素的研究熱點。

圖2 國內(nèi)茶皂素研究文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖3 國際茶皂素研究文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

表9 CNKI和Web of Science中茶皂素研究文獻中排名前10位的關(guān)鍵詞

此外，為了探明茶皂素的研究前沿，進一步利用CiteSpace5.6軟件分析了關(guān)鍵詞的突現(xiàn)強度，關(guān)鍵詞的突現(xiàn)強度和對應的時間特征能夠反映研究領(lǐng)域在一定時間范圍內(nèi)的發(fā)展趨勢和熱點特征。結(jié)果表明：國內(nèi)1990～2019年間突現(xiàn)強度大于2.0的關(guān)鍵詞有2個：穩(wěn)定性和提取，按突現(xiàn)詞出現(xiàn)時間早晚排序分別是穩(wěn)定性和提取，其中突現(xiàn)詞“提取”的突現(xiàn)強度最高(4.7505)，持續(xù)時間為2008～2013年；而突現(xiàn)詞“穩(wěn)定性”(3.599)持續(xù)時間為1990～2007年。由此推知，2008年以前國內(nèi)茶皂素研究前沿集中在茶皂素作為一種天然的表面活性劑，它的起泡性能以及泡沫穩(wěn)定性研究；而2008～2013年間則主要集中在高純度茶皂素的高效提取方面。國外1990～2019年突現(xiàn)強度大于2.0的關(guān)鍵詞有9個：assamsaponin、oligoglycoside、bioactive saponin、seed、medicinal flower、Camelliasinensis、sinensis、methanogenesis和L.，其中強度最高的突現(xiàn)詞是 “methanogenesis”(甲烷生成，4.7906)，持續(xù)時間為2015～2017年，表明該段時間內(nèi)研究熱點為茶皂素調(diào)控反芻動物瘤胃中的甲烷生成。持續(xù)時間最長的突現(xiàn)詞為“assamsaponin”(阿薩姆皂苷)，此皂苷為一類從茶籽中分離得到的茶皂苷類單體化合物，其藥理活性得到了較為充分的研究。因為軟件算法原因，突現(xiàn)詞“Camelliasinensis”、“sinensis”和“L.”實為“CamelliasinensisL.”(茶樹)，2011年以來，CamelliasinensisL.作為茶皂素研究的主要植物來源成為了新的趨勢。

2.4 討論與展望

近三十年來，茶皂素作為一種天然的非離子表面活性劑和小分子生物活性物質(zhì)，它的分離純化[13-15]等制備工藝、起泡性能[16-18]、殺蟲抑菌[19-21]效果等均有了較為充分的研究。而國內(nèi)外茶皂素研究的文獻計量分析表明：目前茶皂素的研究前沿主要集中在茶皂苷單體化合物的分離、生物活性及在醫(yī)藥領(lǐng)域的應用探討[22-23]，以及茶皂素在動物生產(chǎn)中的應用研究[24-25]。

健康是人類永恒追求的主題，茶皂素作為一種天然的糖苷類化合物，其在醫(yī)藥健康領(lǐng)域的價值尚未充分體現(xiàn)，原因在于茶皂素是一類五環(huán)三萜齊墩果烷型皂苷混合物，雖然從茶皂素中相繼分離得到了幾十種茶皂苷單體化合物，但具有明顯抗腫瘤、抗病毒等藥理活性的單體報道較少，同時相關(guān)活性單體的藥理作用機制仍有待完善，更多的茶皂苷單體和生物活性等著廣大科研工作者去分離鑒定和發(fā)現(xiàn)驗證。此外，茶皂苷單體分離純化的工藝尚無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求，這在很大程度上限制了茶皂苷產(chǎn)品的深度開發(fā)及在醫(yī)藥健康領(lǐng)域的應用。市場中多將茶皂素這一混合物作為產(chǎn)品進行開發(fā)，而缺少茶皂苷層面的精深化加工產(chǎn)品。另一方面，為了人類公共健康安全，禁止將飼用抗生素用于動物生產(chǎn)已成為世界各國的必然趨勢。根據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第194號，我國自2020年7月1日起，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外)的商品飼料。茶皂素因具有抑菌、殺蟲和調(diào)控反芻動物瘤胃微生物群落等生理作用，加之來源廣泛、天然綠色、性價比高等特點而廣泛應用于動物飼養(yǎng)中[26]，如家禽、豬、草食動物、水產(chǎn)動物等。隨著“禁抗令”的全面實施，相信茶皂素在動物飼養(yǎng)領(lǐng)域的應用將迎來更廣闊的前景。

茶皂素以往的應用研究多將其作為混合物去探討，造成了一定的資源浪費，同時無法形成統(tǒng)一的技術(shù)標準，因為不同廠家所生產(chǎn)的茶皂素，其成分具有一定差異。為了迎合社會發(fā)展的精細化需求，也為了更深層次的將茶皂素應用于醫(yī)藥領(lǐng)域和動物飼養(yǎng)領(lǐng)域，茶皂素的有效活性成分有待進一步的分離鑒定。

3 結(jié) 論

為了掌握國內(nèi)外茶皂素研究的整體概況，本研究基于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫和CNKI中國知識資源總庫，利用文獻計量分析并結(jié)合CiteSpace關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析方法，對1990～2019年的茶皂素研究文獻中824篇期刊論文的年度分布、涉及學科、基金資助情況、來源期刊等指標以及國內(nèi)茶皂素相關(guān)的155篇碩博學位論文情況進行了統(tǒng)計分析。研究表明:1990～2019年茶皂素研究論文總量和論文引用率總體均呈逐年增長趨勢，且2004年以后國內(nèi)外茶皂素研究進入快速發(fā)展階段；縱觀國內(nèi)外，茶皂素研究主要集中在中國，其次是日本和美國，而在中國的34個省級行政區(qū)中，浙江省和湖南省的資助力度較大；國內(nèi)有關(guān)茶皂素研究的中文文章數(shù)量發(fā)表最多的機構(gòu)是華南農(nóng)業(yè)大學，而國際上有關(guān)茶皂素研究的SCI論文發(fā)表最多的機構(gòu)是浙江大學，有關(guān)茶皂素研究的SCI論文發(fā)表最多的作者則是日本京都藥科大學的YOSHIKAWA M；通過茶皂素研究文獻高頻關(guān)鍵詞圖譜分析可知，目前茶皂素研究熱點主要集中在茶皂苷單體的分離純化、體外藥理活性(抗氧化活性等)、瘤胃發(fā)酵和甲烷生成等方面。