國內(nèi)外食品科學(xué)研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)分析

司智陟，王鳳忠，張辛欣

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京 100193)

食品工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和保障民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2020年，全國食品工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤總額同比增7.2%，有專家稱，食品工業(yè)總產(chǎn)值將超過20萬億元。食品工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、流通業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中充分發(fā)揮了結(jié)構(gòu)調(diào)整、確保食物安全、保民生促發(fā)展的重要作用。近年來，國家先后出臺(tái)多個(gè)政策促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的快速發(fā)展。2022年中央一號(hào)文件也明確指出，支持農(nóng)業(yè)大縣聚焦農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，引導(dǎo)企業(yè)到產(chǎn)地發(fā)展糧油加工、食品制造?？萍歼M(jìn)步是食品科學(xué)跨越和發(fā)展的直接動(dòng)力，支持并引導(dǎo)食品產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。研究國內(nèi)外食品科學(xué)研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)前沿，為我國相關(guān)學(xué)科發(fā)展指明方向，對(duì)學(xué)科建設(shè)補(bǔ)短板克不足,進(jìn)一步凝練出學(xué)科建設(shè)方向，探討食品科學(xué)研究未來發(fā)展具有重要的借鑒意義。

1 數(shù)據(jù)來源

本文利用SciVal科研管理分析工具[由愛思唯爾(Elsevier)推出的科研管理、學(xué)科分析、人才績(jī)效分析工具]，對(duì)來自Scopus數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，SciVal包含5個(gè)分析模塊:Overview(概覽)、Benchmarking(對(duì)標(biāo)分析)、Collaboration(合作)、Trend(趨勢(shì)分析和研究)，與基于共被引分析、文獻(xiàn)耦合以及以高被引論文構(gòu)建本地子集的傳統(tǒng)方式相比，SciVal平臺(tái)具有更為細(xì)致的學(xué)科分類標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，識(shí)別出的研究主題精確性和穩(wěn)定性更佳，在對(duì)學(xué)科未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)、多交叉學(xué)科評(píng)價(jià)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

本文基于該平臺(tái)新推出的基于文章級(jí)別的學(xué)科分類功能(China SCADC Subject Categories)，在研究領(lǐng)域中選擇農(nóng)業(yè)與生物科學(xué)中的二級(jí)學(xué)科FOOD SCIENCE食品科學(xué)。時(shí)間范圍選擇2016—2021年，結(jié)合五大功能模塊進(jìn)行食品科學(xué)學(xué)科分析。通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，利用基于Fast Text算法訓(xùn)練的文章級(jí)別分類器，該算法背后使用的是一個(gè)淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將研究成果直接映射相應(yīng)學(xué)科而非僅僅通過文獻(xiàn)來源出版物進(jìn)行簡(jiǎn)單歸類，將大大提高速度和保證準(zhǔn)確率。

2 結(jié)果與分析

2.1 年度發(fā)文量

2016—2021年，食品科學(xué)領(lǐng)域全球共有26.02萬篇論文被收錄，其中中國以5.78萬篇位居第一，美國3.56萬篇位居第二，其余為巴西、意大利、西班牙、韓國等國。在全世界所發(fā)的食品科學(xué)領(lǐng)域的研究論文中，中國發(fā)表論文篇數(shù)從2016年的5 813篇(占全球比例的16.9%)提高到2021年的1.61萬篇(占全球比例的27.8%)，增長了10個(gè)百分點(diǎn)(圖1)。這說明，我國食品科學(xué)領(lǐng)域的研究論文在“十三五”期間有了量的飛躍，學(xué)科內(nèi)研究活躍度高。從表1中也可以看出，雖然成果產(chǎn)出量和瀏覽量、被引頻次中國位列第一，但是在領(lǐng)域權(quán)重的引用影響力指標(biāo)(FWCI)方面卻低于美國。說明單篇引用水平?jīng)]有美國高，我國在食品科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)出還需要更加聚焦世界前沿，提升研究水平。

圖1 2016—2021年中國食品科學(xué)科研成果產(chǎn)出數(shù)量

表1 2016—2021年全球食品科學(xué)科研成果產(chǎn)出排名情況

2.2 科研機(jī)構(gòu)

作為食品科學(xué)研究領(lǐng)域的重要載體，一國的科研機(jī)構(gòu)和高校具有較高的研究水準(zhǔn)和雄厚的師資力量。就食品領(lǐng)域科研機(jī)構(gòu)和高校的論文產(chǎn)出量來看，全球排位依次為江南大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、法國國家農(nóng)業(yè)食品與環(huán)境研究院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、巴西圣保羅大學(xué)、西班牙國家研究委員會(huì)、瓦赫寧根大學(xué)與研究中心等科研院所和大學(xué)，均高于2 000篇。2016—2021年食品科學(xué)領(lǐng)域發(fā)文列于前幾位的中國科研機(jī)構(gòu)和高校是江南大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)和華南理工大學(xué)、中科院、西北農(nóng)林科技大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京工商大學(xué)、江蘇大學(xué)等，這些機(jī)構(gòu)代表了中國在食品科學(xué)領(lǐng)域的頂尖科研水平(表2)。我國排名前15位的科研機(jī)構(gòu)和高校的引用影響力均高于世界平均水平。

表2 2016—2021年中國食品科學(xué)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)科研成果產(chǎn)出排名情況

2.3 主要來源期刊

食品科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)出集中發(fā)表在一些期刊上。根據(jù)SciVal統(tǒng)計(jì)，食品科學(xué)領(lǐng)域高水平研究期刊包括 Nutrients、Food Chemistry、LWT - Food Science and Technology、Journal of Dairy Science、Foods、Food Manufacture、Food Research International、Journal of the Science of Food and Agriculture、Food and Function、Food Hydrocolloids等(表3)。進(jìn)入全球高被引TOP 10%論文的數(shù)量，全球比例由2016年的9.5%上漲到2021年的10.8%。進(jìn)入全球1%的頂尖期刊數(shù)量由2016年的1.0%上漲到2021年的2.5%。在Q1區(qū)(TOP 25%)全球的發(fā)文量為13.54萬篇，占發(fā)文比例50.7%，其次是Q2區(qū)(TOP 26%～50%)，發(fā)文量為6.41萬篇，占發(fā)文比例的24.0%。食品科學(xué)領(lǐng)域74.7%的發(fā)全球文均在Q1和Q2區(qū)，說明總體發(fā)文質(zhì)量還是比較高的。以Food Chemistry期刊發(fā)文為例，其在2016—2021年的發(fā)文量為1.43萬篇，其中中國發(fā)文5 874篇，位居第一，其次為西班牙、美國、巴西、意大利等。在科研機(jī)構(gòu)和高校排名中，江南大學(xué)位列第一(549篇)，其次為中國農(nóng)科院、中國農(nóng)大、西班牙高等科研理事會(huì)(CSIC)、法國國家農(nóng)業(yè)食品與環(huán)境研究院(INRAE)等。

表3 2016—2021年全球食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果來源排名情況

我國科研產(chǎn)出從2018年“破四唯”以來，由追求數(shù)量向重質(zhì)量轉(zhuǎn)變，食品科學(xué)領(lǐng)域研究在保證高產(chǎn)出的同時(shí)更注重文章質(zhì)量的提升，使得文章的引用情況也有所提高。如圖2顯示，食品科學(xué)領(lǐng)域來自中國的科研成果進(jìn)入全球高被引TOP10%論文的數(shù)量，全球比例由2016年的1 593篇上漲到2021年的2 876篇。進(jìn)入全球1%的頂尖期刊數(shù)量由2016年的44篇上漲到2021年的168篇，反映出中國在食品科學(xué)領(lǐng)域的研究在國際上的影響力逐漸提升，尤其是高水平文章的數(shù)量上漲很快。

圖2 2016—2022年中國食品科學(xué)科研成果高被引數(shù)量

2.4 聚焦熱點(diǎn)問題

SciVal系統(tǒng)會(huì)給出3個(gè)術(shù)語來命名每個(gè)主題，前2個(gè)主題使用EFT生成，一般選擇高頻詞，提供對(duì)主題在研究領(lǐng)域或者專業(yè)方向高層次上的描述，第三個(gè)主題選擇關(guān)于此主題的特殊短語，是對(duì)主題在研究問題層次上作更具體的描述。SciVal數(shù)據(jù)庫通過可視化氣泡圖來展示主題情況，根據(jù)圖3顯示，食品科學(xué)領(lǐng)域全球熱點(diǎn)包括53個(gè)主體簇、2 919個(gè)主題，主題基于直接引用分析算法對(duì)該領(lǐng)域的產(chǎn)出進(jìn)行聚類分析。同樣，主題簇將相近的主題也進(jìn)行了聚類，主題簇比主題層級(jí)更高更廣。全球熱點(diǎn)氣泡的大小表示該領(lǐng)域產(chǎn)出數(shù)量，氣泡的位置表示該領(lǐng)域產(chǎn)出的主題歸屬的領(lǐng)域，越靠近中心，說明該主題具有跨學(xué)科性質(zhì)。根據(jù)產(chǎn)出數(shù)量歸類，食品科學(xué)熱點(diǎn)主題主要有：大米淀粉、粘性屬性；腸道菌群、生態(tài)失調(diào)；食用菌、食品活性包裝、斷裂伸長率；淀粉乳桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌、益生菌劑；薄層干燥、高溫空氣、太陽能干燥器；蛋白酶解物、枯草桿菌蛋白酶、發(fā)泡能力；噴霧干燥、麥芽糊精、藥物制劑等。

圖3 2016—2021年世界食品科學(xué)領(lǐng)域熱點(diǎn)主題(產(chǎn)出排行前100個(gè)主題)和主題簇

為了更好地了解全球食品科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，本文還結(jié)合了ESI基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫2016—2021年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域高被引論文主題詞的檢索，清洗與食品科學(xué)領(lǐng)域無關(guān)的數(shù)據(jù)后，得出全球食品科學(xué)領(lǐng)域熱點(diǎn)詞主要有：石墨烯/納米等新型材料、益生菌乳酸菌開發(fā)、多功能食品包裝、3D食品打印、食品安全檢測(cè)技術(shù)/安全評(píng)價(jià)、新型抗氧化劑、替代蛋白、即食肉制品，動(dòng)物脂肪替代品、天然抗氧化劑、天然食用色素等(表4)。

表4 2016—2021年全球食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果熱點(diǎn)詞

2.5 國內(nèi)外合作

根據(jù)相關(guān)學(xué)者研究可知，作者的合作程度與科研產(chǎn)出的學(xué)術(shù)影響力之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。我們將成果產(chǎn)出模式按照是否有合作分為四種類型：國際合作、國內(nèi)合作、機(jī)構(gòu)內(nèi)合作、不合作。可以看出，根據(jù)表5，國際國內(nèi)合作成果其篇幅引用和引用影響力顯著高于其他合作方式和不合作方式。縱觀五年來，全球食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果合作情況，國際合作占比22.6%，國內(nèi)合作占比37.6%，機(jī)構(gòu)內(nèi)合作32.6%，不合作比例最少(7.2%)。中國在食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果國際合作占比21.9%，略低于全球平均水平，但國際合作篇幅引用水平高于全球，說明國際合作文章影響力較高。國內(nèi)合作比例顯著高于全球水平，單一作者比例只有2.3%。說明中國在食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果綜合合作情況較好，尤其是國內(nèi)合作近年來較多。

表5 2016—2021年全球食品科學(xué)領(lǐng)域科研成果合作情況

3 結(jié)論與建議

3.1 瞄準(zhǔn)世界學(xué)科前沿，聯(lián)合攻關(guān)重大任務(wù)

從全球視角審視中國食品科學(xué)研究的發(fā)展現(xiàn)狀及差距，確定在國際競(jìng)爭(zhēng)格局中的地位。實(shí)時(shí)跟蹤全球食品科學(xué)領(lǐng)域及子領(lǐng)域的熱點(diǎn)和趨勢(shì)，從研究熱詞、關(guān)鍵詞和前沿主題、主題簇來看，食品科學(xué)研究熱點(diǎn)主要集中在替代動(dòng)物產(chǎn)品、新材料利用、食品安全檢測(cè)、大健康食品、3D定制等。學(xué)科發(fā)展要面向國家重大需求、重大任務(wù)、世界前沿性、交叉性科研，注重加強(qiáng)與國內(nèi)外食品學(xué)科知名院校、科研機(jī)構(gòu)、團(tuán)隊(duì)及專家的深入合作，尤其是國際領(lǐng)先機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略合作，以進(jìn)一步提升科研水平和學(xué)術(shù)影響力。

3.2 全國布局學(xué)科建設(shè)，從跟跑、并跑到領(lǐng)跑

對(duì)標(biāo)國際學(xué)科前沿，根據(jù)我國食品科學(xué)研究現(xiàn)狀，“十四五”期間，布局一批世界領(lǐng)跑學(xué)科方向：食品安全檢測(cè)技術(shù)/安全評(píng)價(jià)、以營養(yǎng)健康為導(dǎo)向的新產(chǎn)品、新材料研發(fā)、食品保鮮與包裝、替代蛋白、個(gè)性化食品；服務(wù)經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，以需求為導(dǎo)向布局一批國內(nèi)一流學(xué)科方向：農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)與控制、生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流技術(shù)裝備、中式食品研發(fā)等；積極促進(jìn)學(xué)科交叉融合，培育一批學(xué)科新增長點(diǎn)：農(nóng)產(chǎn)品智能與生物制造、農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物綜合利用等。

3.3 面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)，培養(yǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力

食品科學(xué)作為一門新興學(xué)科，與行業(yè)緊密相關(guān)，但與傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科相比，核心競(jìng)爭(zhēng)力偏弱。目前不論是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)還是國家自然基金委的自由探索項(xiàng)目，都無獨(dú)立的專項(xiàng)和學(xué)部對(duì)口，立項(xiàng)的難度較傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科大，這對(duì)學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)研究的原創(chuàng)性、系統(tǒng)性、引領(lǐng)性提出了更高的要求。此外，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與加工學(xué)科也是一門交叉學(xué)科，與環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、植保等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科存在交叉，要面向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)，加強(qiáng)不同學(xué)科領(lǐng)域間的協(xié)同創(chuàng)新，培養(yǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步促進(jìn)交叉、新興、前沿學(xué)科發(fā)展。

3.4 對(duì)標(biāo)知名機(jī)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)，重視人才引進(jìn)和培養(yǎng)

堅(jiān)持“互利共贏”原則，進(jìn)一步深化與國內(nèi)外本領(lǐng)域知名研究機(jī)構(gòu)合作。積極推動(dòng)研究成果走向世界，參與國際競(jìng)爭(zhēng)，提升影響力與話語權(quán)?！笆奈濉逼陂g，通過柔性人才引進(jìn)、自主培養(yǎng)等途徑實(shí)現(xiàn)急需的高端科技人才的集聚，打造出一批專業(yè)、年齡、職稱、學(xué)位搭配合理，具有科技創(chuàng)新引領(lǐng)、政府支撐有力、行業(yè)服務(wù)高效、具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的食品學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。