图1 2010—2014年食品科学发文量排名前10的国家的文献的引用情况
Fig.1 Average number of citations per paper fortop 10 countries producing most papers in food science in 2010-2014
张 南，马春晖，周晓丽，滕 蔓
（北京工商大学图书馆，北京 100048）
摘 要：21世纪以来食品科学与技术发展迅速，食品科学与情报科学的关系更加紧密，本文应用文献计量学方法通过分析食品科学领域内发表论文的数量与质量，从食品学科竞争力角度出发，对国家和代表机构的学科竞争力进行可视化比较研究。结果表明：2010—2014年Scopus数据库中食品科学学科，中国以17 054 篇发文量成为全球第二位大发文国家，但是中国篇均被引次数为4.6 次/篇，略低于全球篇均被引次数。虽然我国这些年在发文量上已经取得了不小的成就，但是反映论文质量的篇均被引次数、前10%高被引文献等指标与传统食品科学强国相比，整体上还存在一定的差距。从发文数量与质量等多角度分析得出，中国代表性机构在国际学术中有一定的影响力与知名度，但我国食品科学呈现地区发展不平衡现象。通过观察全球食品学科领域的研究热点及发展趋势，我国在2010—2014年产生了101 个具有独特竞争优势（distinctive competencies，DC）的研究方向，这101 个DC体现了2010—2014年我国食品科学方向主要的交叉学科竞争优势，为食品科研工作者提供相关参考。
关键词：食品科学；研究现状；研究热点；交叉学科；文献计量学
食品产业是保障我国民生的基础性产业，更是我国国民经济的重要支柱产业。2015年我国食品工业主营业务收入11.6万亿元，比2010年的6.3万亿元增长了84.1%，年均递增约13.0% [1]。食品科学技术进步是食品工业飞速发展的基础和直接推动力，进入21世纪以来我国食品科学与技术学科发展迅速，2009年国家自然科学基金委员会设立了食品科学学科，支持食品科学领域的基础研究 [2]。2010—2014年食品学科国家自然科学基金申请及资助项目类别总共有14 个项目类别，申请数达到10 088 项，其中资助1 996 项，资助总金额为90 556.1万元 [3]。与此同时，科技部也在国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划等领域加大了对食品科学技术研究的支持力度 [4]。食品领域发表论文的数量与质量，是衡量食品领域科学技术研究水平的重要指标之一，同时也是了解食品科学研究的现状、热点与竞争力的一个重要方式。本文使用Scopus数据库 [5]（后简称Scopus）和SciVal科研评价工具（后简称SciVal），从食品学科竞争力角度出发，通过对不同国家和代表性科研机构的学科竞争力可视化比较研究，分析全球食品学科领域的研究热点及发展趋势，以跨学科角度揭示我国食品学科竞争优势方向，为食品科研工作者的研究工作提供参考。
1.1 数据来源
随着文献计量学的理论和方法在科研和学科评价的应用，越来越多的科研评价分析工具被广泛利用，包括基本科学指标数据库（Essential Science Indicators，ESI） [6-7]、Web of Science [8-9]、InCites [10-11]、Innography [12-13]、Scopus和SciVal [14-16]等。Scopus是全球最大的同行评议文献索引摘要及引文数据库，包含5 300余万条数据，收录了来自于全球5 000余家国际出版社发行的21 915 种期刊及30 000 种图书，收录文献几乎覆盖了目前所有的研究学科 [17]。此外，Scopus与Web of Science数据库中SCIE相比，收录了更多的非英语国家和地区的期刊，这对分析和评价我国科技论文和机构的学术水平提供了更全面的参考 [18]。
SciVal科研评价工具采用了Scopus近5 a的数据。SciVal摒弃了传统的评价方法，以跨学科的角度揭示科研绩效的产出，通过共引聚类原理 [19]和可视化技术 [20-21]，把这些评价指标展现出来，为评价、制定和实施科研战略提供了一种新的视角和方向。2015年Scopus及SciVal被《泰晤士报高等教育》（Times Higher Education） [22]以及QS世界评估组织伦敦总部研究所（QS Intelligence Unit） [23]采用，用来评估世界各大学的科研表现 [24]。
1.2 研究对象
基于Scopus及SciVal，选取2010—2014年食品科学（food science）学科全球所有文献数据作为研究对象，并抽取其中中国、日本、美国等国家以及各国食品科学研究领域代表性机构的文献数据作为比较对象。
1.3 统计指标和检索方法
以SciVal为检索工具，选择Scopus为检索数据源，选择时间范围为5 a（2010 to 2014），出版物类型为包含所有类型、自引，通过对文献数量、被引次数、篇均被引次数、前10%高被引文献、独特竞争优势（distinctive competency，DC）等指标，利用共引聚类技术和可视化分析技术对食品科学类文献进行文献计量学分析。具体检索参数如下：
1.3.1 各国及代表性机构学术成果比较
Data set（数据设置，下同）：Chart-view selected metric for selected Countries within Food Science（在食品科学视图中以选定的计量指标（发文量和发文年）和国家为检索条件）；Entity（检索对象，下同）：Food Science；Filtered by（筛选，下同）：not fi ltered。
Data set：Citations per Publication（篇均被引次数）vs Outputs in Top 10% of the World（前10%高被引文献）vs Citation Count（被引次数）；Entities：Brazil, Canada, China, Germany, India, Italy, Japan, South Korea, Spain, United States（巴西、加拿大、中国、德国、印度、意大利、日本、韩国、西班牙、美国）；Filtered by：Food Science。
1.3.2 食品学科研究热点
Data set：Key phrases for Food Science, details for selected ＋ top 50 by relevance（具体内容为与食品学科最相关的50 个关键词）；Entity：Food Science；Filtered by：Food Science。
1.3.3 中国食品科学交叉竞争力分析
Data set：1 325 competencies of China (2014), based on publications in 2010-2014（基于2010—2014年的发文，中国在2014年产生1 325 个竞争优势）；101 competencies match your filter selections（选定范围（食品科学）内包含101个竞争优势）；Entity：China；Year：2014。
2.1 全球食品科学研究现状分析
2.1.1 各国学术成果比较
2010年以来，食品科学研究得到了飞速发展，领域内的研究论文发表总量逐年递增，2010—2014年Scopus中食品科学学科总共收录138 574 篇文献。美国以20 766 篇的发文量遥遥领先于其他国家，中国以发文量17 054 篇的较大优势位于第二位，西班牙、韩国、巴西、印度、意大利、德国、日本、加拿大等国家依次位列其后，且发文量差距不大。中国论文发表数量呈逐年递增趋势，尤其是最近两三年，更是呈迅猛发展之势，增长速率明显高于世界平均速率，增长率达到292.3% [25]。这也从一个侧面反映了近年来我国食品科学研究欣欣向荣的发展状态，究其原因有以下3 个方面：1）党的十八大特别是十八届二中、三中、四中全会以来，把科技创新摆在国家发展全局的核心位置，出台了一系列重大改革举措，政府对食品科技领域的投入逐年加大 [26]；2）近年我国硕士、博士研究生教育发展较快，且一些重点院校要求研究生在校期间必须发表高水平的论文 [27]；3）较多高校及科研院所将收录论文作为教师或研究人员的考核指标 [28]。
文献的引用情况是目前评价文献质量的重要指标，被引频次不仅可以反映论文研究成果的学术水平，同时也能反映作者的科研成果被国际同行关注的程度，论文被引次数越多，尤其是去除自引后的被引次数（他引次数）越多，说明其在该研究领域的影响越大 [29]。2010—2014年Scopus在食品科学学科收录的138 574 篇文献中，总共被引用724 777 次。为了考察中国食品科学领域发表的学术论文在世界中的地位，将2010—2014年发文量排名前10的国家的引文情况按总被引次数、前10%高被引文献和篇均被引次数指标做进一步可视化分析（图1）。
图1 2010—2014年食品科学发文量排名前10的国家的文献的引用情况
Fig.1 Average number of citations per paper fortop 10 countries producing most papers in food science in 2010-2014
由图1可知，美国以15 0941 次引用明显领先于中国和西班牙等国家，与发文量情况一致，中国以78 194 次居于次席。一般认为文献的被引用率越高，则文献的学术价值越大，因此将总被引次数除以总文献数，即篇均被引次数更能体现文献的学术价值 [30]。图1所示的10 个国家中欧美国家均超过全球篇均被引次数5.2 次/篇，西班牙和加拿大篇均被引次数分别达到8.5 次/篇和8.0 次/篇，亚洲和南美洲国家则全部略低于全球篇均被引次数，中国以篇均被引次数4.6 次/篇略低于全球篇均被引次数。
前10%高被引文献是指在食品学科的期刊分类下，全球范围内排在全部文献被引次数前10%的文献，因此一个机构/国家前10%高被引文献的占比显示了该机构/国家高水平科研的情况。10 个食品学科发文强国中，仅日本和韩国的前10%高被引文献占比略低于10%，其余8 国均在10%以上，西班牙以24.5%大幅度领先。
综合以上指标，在全球食品科学领域中，美国和中国的研究成果最多，并具有一定的影响力，而西班牙、加拿大等国在食品领域的研究成果的量虽不如美国、中国，但研究水平处于世界领先地位。中国食品科学文献学术质量整体高于日本、韩国等亚洲、南美洲国家，但距离西班牙、加拿大、意大利、美国等欧美传统食品科学强国仍有一定差距。由此看来，我国这些年虽然在发文量上已经取得了不小的成就，食品科技工作者的科研成果在国际上也得到不断重视，但是在论文引用及相关指标表现出的论文质量方面应给予更多的 关注和提高。
2.1.2 代表性机构学术成果比较
全球食品科学研究机构分布广泛，为了考察我国食品科学代表性机构学术研究水平及其在国际学术中的地位，参照《2012—2013食品科学技术学科发展报告》 [31]选取机构原则和2012年教育部学位与研究生教育发展中心全国高校学科评估参加食品科学与工程一级学科评估名单 [32]，选取中国10 所（江南大学、中国农业大学、华南理工大学、南昌大学、南京农业大学、浙江大学、中国海洋大学、东北农业大学、江苏大学、天津科技大学）以及美国（康奈尔大学、普渡大学、加州大学戴维斯分校）和日本各3 所（京都大学、九州大学、东京工业大学）在食品领域优势明显的机构，就食品科学发文量、篇均被引次数和前10%高被引文献指标做进一步可视化分析。
根据SciVal中的数据经统计分析得出，从食品学科全球机构发文量看，中国农业大学以1 213 篇发文量排名全球第五，同时也是16 所机构中发文量唯一过千的机构，此外，江南大学以967 篇、美国加州大学戴维斯分校以836 篇、浙江大学以784 篇、康奈尔大学以703 篇、华南理工大学以701 篇发文量远高于其他代表机构。
图2 2010—2014年食品领域代表性机构学术成果比较
Fig.2 Comparison of average number of citations per paper and top 10% most cited papers in food science among representative research institutions
由图2可知，16 所机构多数具备较强的科研实力，仅日本九州大学、我国东北农业大学和天津科技大学的发文质量稍显逊色，篇均被引次数和前10%高被引文献均低于全球平均水平。其中12 所机构的篇均被引次数高于全球篇均被引次数5.2 次/篇，康奈尔大学和中国海洋大学更是达到了8.0 次/篇以上，分别为8.9 次/篇和8.3 次/篇。对前10%高被引文献指标进行分析，仅3 所机构低于10%，日本东京工业大学以30.8%证明其高水平科研实力，我国江苏大学以26%、南昌大学以25.2%紧随其后，证明这些代表机构在全球食品科学研究领域具有一定的影响力。
从发文数量与质量等多角度分析，中国代表性机构在国际上具有一定的影响力与知名度，尤其以江南大学、中国农业大学为代表，拥有世界领先级学术研究体量与水平，但距离食品科学顶级机构如美国加州大学戴维斯分校和康奈尔大学在文献学术质量上呈现些许差距。进一步分析代表着中国食品科学研究高水平的这10 所机构，几乎都是全国知名的“985”、“211”高校，具有较高的研究水准和雄厚的师资力量 [33]，其中不少是具有一定实力的研究型、或者研究教学型大学，这些高等院校是我国食品科学研究领域的一支重要力量。然而，通过对我国食品科学机构发文量的统计，中国农业科学院和中国科学院分别位列我国机构发文量的第五和第六，以这两所科研院所为代表的相关科学研究机构也有着不容小觑的科研实力，同样为我国食品学科发展及人才培养做出重要贡献。此外，统计发现高水平研究机构大部分集中在北京、江南和沿海地区，我国食品科学呈现地区发展不平衡现象，这不利于整体提升我国食品科学竞争力。
2.2 食品科学学科研究热点
观察食品科学研究论文中关键词的变化则从一个侧面反映了该学科研究发展的趋势，通过关键词的统计关联和聚类分析出高频词，利用高频词汇归纳研究热点，有助于研究者快速掌握科研动态 [34]。基于2010—2014年Scopus中食品科学学科总共收录的138 574 篇文献，依据相关度得到50 个与食品科学学科相关的关键词，图3为2010—2014年这些关键词的学术产出增长情况。
图3 2010—2014年基于食品科学关键词的研究热点分析
Fig.3 Analysis of hot research topics in food science based on keywords of published papers
由图3可知，首先，除去对反映主题意义不大的关键词“research”、“methodology”、“food technology”等。得到“tea”、“oryza sativa”、“apples”、“oils”、“vegetables”和“starch”等作为主题检索词或者研究对象的高频关键词。“antioxidant activity”、“probiotics”、“polyphenols”、“food safety”和“fermentation”是近年来食品科学较受关注的研究方向。在分析方法上“physicochemical properties”、“extraction”、“sensory properties”是应用较多的方法。
食品科学学科是一个综合性强、理论与实际应用结合紧密的交叉学科，它融合了生物学、化学、物理学、农学、医学、材料与工程学等学科的理论和方法，研究食品（及其原料）的性质及其影响因素、食品加工过程、贮运与保鲜及其生物学基础等方向 [35-36]，因此，食品科学是一个研究对象与研究领域覆盖面均很广的学科 [37]。本文依据50 个与食品科学学科相关度最高的关键词，及其在Scopus中的学术文献产出情况归纳出如下食品科学领域内的研究热点：1）食品微生物学方向：关于益生菌及其在食品工业中应用的研究，尤其是乳酸菌资源的研究开发；微生物在食品生产，主要是发酵食品工艺中的应用及原理；微生物可能对食品造成的污染，尤其是李斯特氏菌等致病菌的危害、控制等方面研究。2）食品化学方向：关于抗氧化活性研究，主要是抗氧化剂和多酚，尤其是茶叶、葡萄酒、水稻、果蔬中抗氧化物质的分离提取纯化及体外抗氧化活性的研究；天然产物的理化性质对其加工品质、食用品质、衍生产品等特性影响的研究。3）食品营养学：食物与健康的关系，包括淀粉、脂类、乳制品等对超重、肥胖、2型糖尿病、心血管疾病等方面研究；肠道菌群及其代谢研究。4）食品工艺学方向：喷雾干燥技术在乳品、果汁等方向中的应用；低盐低脂肉制品和功能性肉制品的研究；油脂科学中关于精炼、油脂改性、功能性油脂成分的开发利用、食用乳化剂等方向；果蔬贮藏方面关于果蔬采后处理，尤其是气调贮藏。此外，关于食品安全、食品感官、消费者、食品工业、现代分析技术和方法在食品科学中的应用等方向均有相当大量的文献进行研究。
2.3 中国食品科学交叉竞争力分析
随着全球科学研究的交叉化发展，各门学科、各层次分支学科不断地交叉、融合，食品学科发展呈现出在部分领域内不断深入、同时又在多个领域综合交叉的整体化趋势，许多新的交叉领域、跨学科研究课题、研究方向不断出现，有些研究可能尚未体现在已有的食品学科体系中，但它们已具备较强竞争优势，或已具备新兴的科研趋势 [38]。Scival利用共引聚类原理和可视化技术，以跨学科的角度揭示科研绩效的产出，用可视化技术直观地反映机构/国家多年来在科学领域，尤其是专题领域的研究表现 [39-40]。本文借助SciVal中的竞争优势发掘功能（competencies） [41]，分析出我国食品科学领域具备交叉学科DC的研究方向（图4）。大圆圈的一周相对应的不同颜色代表了27 个大学科，其中一个小圆圈代表经过聚类技术进行分类的有相同研究成果的论文集合，即一个DC [42]。我国在2010—2014年产生了101 个DC，体现了该时间内我国食品科学方向主要的交叉学科竞争优势。
图4 2010—2014年中国食品科学交叉竞争力
Fig.4 Interdisciplinary competitiveness of food science in China in 2010-2014
2.3.1 DC解读方式
以DC#625（DC#625关键词：真菌毒素、赭曲霉毒素、检测极限）为例来对图4中小圆圈进行解读：小圆圈的大小原则上代表集群内包含文章的多少，DC#625包含中国所发表的文献769 篇，相比DC#8的23 597 篇，小圆圈面积小了很多。小圆圈内的不同灰度线条代表学科的构成，小圆圈距离圆心的距离代表其交叉程度和学科构成权重。通过共引聚类分析，DC#625的期刊属性由6 个学科组成：分析化学（44.7%）、食品科学、普通化学（19.6%）、生物化学、生物技术和毒理。经过学科归并，小圆圈由1）化学；2）农业与生命科学（食品科学属于该学科）；3）生物化学、遗传学与分子生物学；4）药理学、毒理学与药剂学这4 个学科的4 条不同颜色线条构成，由于其中化学的权重最高，小圆圈靠近大圆圈代表化学的灰色部分。
2.3.2 中国食品学科DC特征
通过对我国食品学科DC进行解读，分析出以下5 个特征：1）我国食品科学的DC大多数具有多条彩色直线，通常具有多学科的交叉。食品学科的DC在大圆圈的分布相当分散，且部分DC距离圆心很近，这均反映出我国食品科学的学科交叉程度高、学科构成复杂。2）由图4可知，我国食品科学的DC有3 个主要分布区域，即我国食品科学主要与化学与化学工程、工程与环境科学、农业与生命科学和生物化学、遗传学与分子生物学交叉，这是我国食品科学发展十分理想与成熟的交叉学科竞争优势区域。但这3 个主要分布区域均靠近大圆环，而大圆环附近的DC学科构成往往比较单一。3）由图4可知，食品学科与医学交叉的DC数量多、小圆圈面积小且距离圆心较近，说明食品与医学的交叉研究方向较多，但是研究规模不大且学科交叉程度高。4）与左上角涉及社会科学、经济和商业等方向仅有1 个DC（DC#14关键词：产业或者工业、公司、创新），说明我国食品科学与社会科学和经济和商业方向交叉相对比较缺失。5）在较大的2 个DC中，DC#8关键词：分析（化学）、催化、催化剂，主要与化学相关， DC#9关键词：植物、基因、拟南芥，主要与农业与生命科学和生物化学、遗传学与分子生物学相关，表明这2 个DC的研究规模大，研究水平处于领先地位。
交叉学科的进步需要各个单学科的支持和发展，了解我国食品方向交叉学科的发展现状，对帮助规划我国食品学科发展、根据科研热点和政策变化制定交叉学科发展策略、分析科研投入和产出的相关效应具有重要意义 [43]。
自2010年以来，食品科学与技术发展迅速，研究论文的数量和质量都有很大提高，而中国在该领域的学术成果更加令世人瞩目。说明“十二五”期间我国食品学科的建设取得了显著成绩，学科发展速度喜人。在总结归纳我国食品科学领域取得的成就同时，我们要客观认识到现阶段我国食品科学文献学术影响力还有待进一步提高，反映论文质量的篇均被引次数、前10%高被引文献等指标与传统食品科学强国相比整体上还存在一定的差距。中国代表性机构在国际学术中有一定的影响力与知名度，但并未涌现食品科学顶级机构，且呈现出我国食品科学地区发展不平衡现象。通过观察全球食品学科领域的研究热点及发展趋势，我国食品学科呈现出学科交叉程度高，学科构成复杂的状况，目前我国食品学科主要与化学、工程、环境科学、农业、生命科学、分子生物学等学科交叉，并产生一些发展十分理想与成熟的交叉学科竞争优势研究方向。
目前文献计量学的理论和方法已经被广泛应用在科研评价、学科评价和科研机构评价 [44]等方面。进入21世纪以来，食品科学与情报科学的关系更加紧密，目前美国加州大学戴维斯分校已经设立了加州食品与农业技术研究所 [45]，正在进行食品科学前沿趋势智能库系统的研究。通过文献计量学分析，若想提高我国食品科学的竞争力，在未来的食品学科建设上提出如下建议：1）必须客观认识到我国食品研究在世界所处的地位，密切关注对标国家和机构的研究现状。2）在保障发文数量的同时，重视发文质量、鼓励发高水平文章。我国已经制定相关政策支持和引导，2016年4月23日印发全国第四轮学科评估邀请函中，“中国版ESI高被引论文”已成为自然科学学科科研成果统计指标之一 [46]。3）在大力建设高水平研究机构的同时，重视中部、西部食品科学研究机构的建设与发展，从而整体提升我国食品科学竞争力。4）动态跟踪全球食品学科领域的研究热点，正确分析和把握当前和长远食品科学技术领域的发展趋势。5）根据我国食品学科的交叉竞争优势制定和规划学科的发展策略、合理分配有限的科研资源和进一步开拓海内外合作。
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Bibliometric Analysis of the State of the Art in Studies, Hot Topics and Interdisciplinary Competitiveness in Food Science
ZHANG Nan, MA Chunhui, ZHOU Xiaoli, TENG Man
(Beijing Technology and Business University Library, Beijing 100048, China)
Abstract：As we entered the 21st Century, the subject of food science and technology has developed rapidly and food science and information science have developed an increasingly close relationship. The aim of this paper is to analyze the quantity and quality of published research papers in the fi eld of food science using bibliometric methods and to give a visual comparison of the disciplinary competitiveness of some countries and representative research institutions in food science. The results showed that from 2010 to 2014, China published the second largest number (17 054) of papers in food science included in Scopus in the world with just 4.6 citations, on an average basis, for each paper, slightly lower than the world average. In spite of the great achievement in terms of the number of publications, there is still a signif i cant gap in terms of the average number of citations per paper and top 10% most cited papers as indicators of the quality of papers between China and the traditional research powers in the world. By analyzing the quantity and quality of papers published by them, Chinese representative organizations enjoyed a high inf l uence and reputation in the international academic fi eld, but the development of food science was unbalanced in different areas of China. By observing the hot topics for researchers worldwide and development trends in the fi eld of food science, China developed 101 research directions with distinctive competencies (DC) from 2010 to 2014. These DC showed the competitive advantages of the main interdisciplinary subjects of food science in China, which would provide references for food science researchers.
Key words：food science; current research situation; hot research topic; interdisciplinary; bibliometrics
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201703049
中图分类号：G250.25；TS201
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2017）03-0310-06
引文格式：
张南, 马春晖, 周晓丽, 等. 食品科学研究现状、热点与交叉学科竞争力的文献计量学分析[J]. 食品科学, 2017, 38(3)：310-315. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201703049. http：//www.spkx.net.cn
ZHANG Nan, MA Chunhui, ZHOU Xiaoli, et al. Bibliometric analysis of the state of the art in studies, hot topics and interdisciplinary competitiveness in food science[J]. Food Science, 2017, 38(3)： 310-315. (in Chinese with English abstract)
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201703049. http：//www.spkx.net.cn
收稿日期：2016-03-28
基金项目：北京工商大学科研管理研究与改革重点项目（KYGL2014-03）
作者简介：张南（1986—），女，馆员，硕士，研究方向为食品学科文献情报计量分析。E-mail：nan000108@126.com