基于文献计量分析中国叶蛋白的研究进展

刘晓庚 胡妍君 史姗姗

摘要：为全面了解中国叶蛋白研究的现状与发展趋势，以促进该行业更好发展。从文献计量的角度出发，对CNKI中所有子库，以叶蛋白为主题对1924—2020年文献作精确检索，检索所得数据用Excel列表绘图，并对年份、关键词、基金、机构和专利等方面进行分析解读。检索得文献总数为6 439条，其中中文期刊2 824条（占比43.85%），专利190条（占比2.95%）。当前研究方向主要集中于叶蛋白的提取及其工艺、饲料优化和医药功效等领域，较国外同类型研究其研究方向稍显单一。中国叶蛋白研究处于发展与巩固阶段，虽然在叶蛋白提取、品种优化和种植等方向上取得较多成果，但在研究方向上过于狭窄、应用面不广（多局限于饲料和食品的研究，而国外已应用于环境监测等诸多新领域）、自主知识产权数量和质量都存欠缺。与世界领先水平还存在较大差距，要实现叶蛋白研究达到全面赶超世界先进水平，还需做好叶蛋白深加工拓展、产品开发和成套设备的研制与创新等诸多方面的工作；叶蛋白研究的前景广阔，发展空间巨大。

关键词：叶蛋白；资源；特性；利用；文献计量

中图分类号：TQ464.7 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210327

叶蛋白是指以新鲜绿色植物叶片为原料，经过破壁、榨汁、分离等过程提取出的具有一定功能性的绿色蛋白质浓缩物[1]。叶蛋白是传统蛋白质资源的有益补充。叶蛋白来源广泛，桑叶、苎麻、苜蓿、紫云英和西兰花叶是研究和应用中较为常见的种类。叶蛋白含有许多营养物质，如某些人体所需的氨基酸、胡萝卜素、叶黄素和粗纤维等，具有抗氧化活性，促进消化吸收，预防疾病发生等功效[2-3]。由于叶蛋白是一种可再生资源，如何提高优质蛋白的提取率和叶片的资源化利用效率已越来越受关注。为更好地了解国内对于叶蛋白的资源、提取方法与工艺和应用等方面的研究进展及发展趋势，本文从文献计量的角度，对CNKI中1924年1月1日—2020年12月31日的相关文献进行统计分析，并从主题、年份和学科等方面，深入探讨不同阶段间变化的原因，以期为叶蛋白研究人员提供相关参考。

1 数据统计方法

文献数据来源于CNKI，高级检索下检索条件为“主题=叶蛋白”或者“专利名称=叶蛋白”或者“v_ subject=中英文扩展 叶蛋白”或者“title=中英文扩展 叶蛋白”，模糊匹配情况下检索全部子库，时间为1924年1月1日—2020年12月31日，查得文献总数为6 439条，其中中文期刊文献为2 824条，占比为43.85%，而专利文献190条，占比仅2.95%。

2 统计与分析

2.1 年份分析

检索所得文献的年度数据统计结果见图1。由图1可知，叶蛋白研究总体呈现上升趋势，在2016年时达到峰值，但之后出现回落，2020年文献量远不足预期，总体而言发展前景仍旧广阔。近年来，推动叶蛋白产业蓬勃发展的因素主要是叶蛋白自身的营养价值，如桑叶中富含的天冬氨酸能改善心肌收缩功能和肝脏功能，降低氧消耗，消除疲劳[4]；多花黑麦草和杂交狼尾草等叶蛋白可以被用于生产优质动物饲料[5]；西兰花茎叶蛋白肽具有辅助降血脂活性[6]。同时还有一些制约叶蛋白研究发展的因素，如目前蛋白行业的高饱和度状态就极大地限制着叶蛋白的发展，特别是2020年新冠疫情的冲击给国内外实体经济产生了巨大影响，农业、畜牧业、养殖业出现了滞销等情况，这也在一定程度上影响了叶蛋白的研究与产业化发展的步伐[7]。

1924—1949年的25年间仅有文献38条，年均1.58条/年，几乎处于少人问津的停滞状态。中华人民共和国成立后的前10年百废待兴，叶蛋白也开始受到国内科技界的关注，文献量增加较快，年均达4.7条/年。到1959—1969年叶蛋白研究迈上一个新台阶年均文献量增至16.4条/年，是前10年3.49倍，特别是环比增长率达到前所未有的248.9%，随后的50年里（1970—2020年）年均文献量都呈逐年上升趋势，但在2015—2020年文献量出现了快速增加，达到245.7条/年；从环比增长率来看，除1959—1969年达到前所未有的248.9%和1980—1989年达97.2%的高增长外，其余均为25% ～ 75%。我国叶蛋白文献统计呈现这种变化状态的原因是与各个时期的现状密切相关，比如在20世纪60年代国内面临的自然灾害与饥荒问题，由于长时间的粮食短缺，迫切需要大量高蛋白食物的出现，来改善这一困境，所以来源广且资源丰富的叶蛋白就在这期间引起了政府和科技界的高度重视和持续研究，文献的环比增长就异常之高。20世纪80年正是我国改革开放的初期，科技改革的春风吹遍祖国大地，生活的改善和饮食结构的调整使得蛋白质饲料短缺，叶蛋白就顺理成章地再度成为科技人员关注的重点。但90年代以后，国民生活水平明显上升，国际大豆蛋白及其他优质蛋白大量涌入国内市场，给了科研人员更广更多的选择空间，因此叶蛋白的环比增长率曾在这段时间出现过持续性的回落。21世纪以来，叶蛋白在膳食[8]、疾病预防及治疗和林业发展[9]上的作用逐渐被人们所关注到，其增长率也又一次呈现上升趋势。

2.2 关键词分析

图2是CNKI中检索叶蛋白得到的高频关键词。由图2可知，排除“叶蛋白”等概述性关键詞，综合相似关键词来说，“提取”“紫花苜蓿”“氨基酸”“开发利用”“产量”是排名前五的主题。提取率与提取工艺的研究一直是叶蛋白研究领域的重中之重，由于植物叶片中含有许多非蛋白成分，如何提取较纯的目标叶蛋白，提高蛋白质产率成为了研究热点。目前，科研人员已发现很多技术有利于叶蛋白的提取、纯化与脱色，如超声波[10]、大孔树脂纯化[11]、微波辅助[12]、超临界CO2流体萃取技术和酶辅助法[13]等。紫花苜蓿叶蛋白具有优良的抗氧化活性，且由于紫花苜蓿在我国乃至全球的种植面积大范围广，产量高，品质好，营养丰富，适口性也好，被誉为“牧草之王”[14]。同时，紫花苜蓿叶蛋白提取率较高，且还含多种维生素，不含胆固醇，可作为食品添加剂平衡膳食结构[15]，这都从某种意义上促使了“紫花苜蓿”成为最重要的关键词。国内对于叶蛋白的“开发利用”更多是出于改善人类膳食和牲畜饲料条件的需求，很少见到更开放性的研究，而国外在这方面就做得更加完善。国外研究已发现叶蛋白含量估算可以监测陆地生态系统氮循环，以用于评估植物的光合能力和改善农业氮素管理[16]；采用中空纤维膜集成工艺提取纯化烟草蛋白可以制得高纯度的烟草[17]；采用膜标记蛋白可以开发一种能估计细胞器功能化学计量的方法[18]。可见，我国对于叶蛋白的研究领域局限性较严重，今后需开拓思路、打开眼界，去创新一些全新的研究领域和研究方向，让我国叶蛋白科研真正领先世界。

2.3 研究层次分析

叶蛋白研究已能在13个研究层次中发挥作用，其中基础与应用基础研究（自然）、工程技术（自然）、行业技术指导（自然）、专业实用技术（自然）和行业指导（社科）位列前5，占比达96.40%。其中，自然学科在全部研究层次中占比极高，达94.55%。我国的叶蛋白研究总体还处于基础阶段，研究集中在叶蛋白的提取工艺优化[19-20]、疾病预防方面的功效[21]以及用作饲料生产和对牲畜营养摄取影响等问题[22-23]。由于当前人们对于健康生活的要求越来越高，这方面的研究将会长期处于优势地位。技术方面的研究主要是各不同的提取或纯化等技术对叶蛋白品质的影响[24-25]，高效提取优质叶蛋白的技术优化、降成本和提升产品质量等，这是相关企业始终追求的目标。在社会效益方面则是保障我国粮食安全、食品安全[26]方面来更好地贡献叶蛋白的力量，随着经贸全球化的深入，新的保障食品安全、粮食安全的手段值得深入思考和创新发展。

2.4 载文机构分析

载文量排名前10的机构见表1。表1中机构占所有机构总数的25%，而载文量占比却达到了56.29%。除黑龙江省畜牧研究所外，其余皆为高校，且农业类高校占比超过50%，这些高校人才、技术和资源等方面占据优势较大，且拥有农业领域长期科研的背景，更容易有所突破。而其中综合类的高校中，石河子大学位于新疆，畜牧业发达，地理优势明显，且前身石河子农学院隶属于农业部，具有农业研究经验；齐齐哈尔大学位于黑龙江，前身为齐齐哈尔轻工学院，化工方面优势显著；而西南大学由教育部和农业农村部共建，专业培养农林人才。因此，这类机构载文量靠前的情况将长期存在。

2.5 基金分析

1924—2020年，支持叶蛋白研究的基金共有39个，其中国家级基金8个，省部级基金占比较大，有26个（占66.67%）。载文量前10的基金见表2。由表2可知，排名前10的基金载文量占总数的66.03%，其中国家自然科学基金（占21.79%）远高于其他。省级基金项目范围很广，遍布东北、华北、东部沿海和长三角等地区，而这些地区的优势又各不相同，东北地区的黑土地资源推動绿色农业经济可持续发展，长三角地区经济强势，可以带动周边发展，华北平原资源丰富，这些优势能转化为推动叶蛋白产业发展的动力，且这种推动力正演变成现实。

2.6 学科分类分析

研究叶蛋白的学科众多，排名前5的学科类别见表3。由表3可知，畜牧方面载文量超过25%，这是因为叶蛋白提取物常被用于牲畜饲料生产，能在一定程度上提高牲畜繁殖性能和幼崽生长性能[27-28]。作物和生物方面较多是对不同生长条件对植物叶蛋白品质的影响[29]。叶蛋白可被用作食品蛋白类添加剂，因此针对食品方面的研究也不少，而包括紫花苜蓿在内的很多牧草也是叶蛋白的重要来源。

2.7 文献来源分析

刊登叶蛋白文献的期刊共有15种，其中排名前10的期刊见表4。由表4可见，与学科分类中畜牧排名第一一致，由于叶蛋白在饲料优化方面的重大贡献，《饲料工业》和《中国饲料》位列文献来源前2名，就连名不见经传的《黑龙江畜牧兽医》也跻身前10。同时由于近年来食品行业的蓬勃发展，与食品相关的期刊载文量占总数的25.97%，这也能从侧面反映人们对食品的重视程度正在不断提升。

2.8 专利文献分析

以主题“叶蛋白”或专利名称“叶蛋白”通过CNKI检索申请日1915年1月1日—2020年12月31日的专利库得文献190条，其中发明专利183条（占专利申请数的96.32%），已授权发明专利4项，仅占发明申请专利数的2.14%，而实用新型专利文献也只有3条（占申请专利数的1.58%），外观包装设计专利是空白。由此可见，我国叶蛋白的自主知识产权拥有数太少，尽管科技工作者申请发明专利的热情十分高涨，但是授权率极低（仅2.14%），不到我国发明专利平均授权率（2019年为44.3%）的1/20；另外，在我国叶蛋白的第一个申请专利是2001年，起步相当晚，即使是实用新型专利也相当稀少；由于缺乏叶蛋白产品，所以叶蛋白的外观包装设计专利尚未出现。因此，我国叶蛋白在自主知识产权方面还有十分巨大的发展空间，叶蛋白自主知识产权要追赶时代发展的步伐还任重道远，需继续加强研究。

3 结 语

我国叶蛋白研究总体处在稳步上升提质的发展状态。从不同年代叶蛋白研究的文献统计变化趋势及环比增长率变化来看，叶蛋白研究与国内乃至世界范围内蛋白类食粮饱和度密切相关。我国叶蛋白资源丰富，品种多、来源广、分布均衡，有利于集约化加工利用；在研究项目上国家级基金支持力度较大，其他基金范围遍布全国，同时各大学与研究所等机构在此领域经验丰富，科研投入较多，研究大环境良好和研究基础坚实均是世界上少有，也是未来叶蛋白发展的强大后劲的最大力量所在。但我国的叶蛋白研究方向局限性严重，研究层次长期处于基础阶段，难以短期发挥巨大的社会效益和经济效益；研究的学科仍是畜牧、作物等传统学科居多，很少交叉与联合；另外，研究主题长期偏向于提取工艺的优化，缺乏工程技术及配套设备等专项研究和将叶蛋白应用于医药、环保和新型材料等更广阔领域的研发。

为使叶蛋白事业有更好更快地发展，特借此提出几点建议：第一，积极响应“十四五”规划和“三农政策”等国家政策，巩固和发展叶蛋白在传统农林业领域的作用，进一步做大做强我国林草业的叶蛋白事业，使之成为我国的一张特色名片，助力我国食品安全与粮食安全；第二，充分利用叶蛋白资源丰富的特点，加强自主创新研究，开拓新的发展道路，发挥叶蛋白在环境保护和可持续发展方面的潜力，为山区草原牧区的经济发展增添新的增长点；第三，要在着眼全球的视野下，建立全国一张图的宏观布局观，来规划和发展国内大叶蛋白产业，使叶蛋白经济能成为林草业的重要组成部分，改善我国农业结构，使叶蛋白研究能成为走向世界引领全球的又一中国力量和创举。

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Research Progress of Leaf Protein in China Based on Bibliometric Analysis

Liu Xiaogeng， Hu Yanjun， Shi Shanshan

（ School of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics / Jiangsu Modern

Grain Circulation and Safety Collaborative Innovation Center， Nanjing， Jiangsu 210023 ）

Abstract： To understand the current situation and development trend of leaf protein research in China in order to promote the development of this industry. From the perspective of Bibliometrics， leaf proteins were used to search all the sub-libraries of CNKI， and the data of leaf proteins were retrieved from 1924 to 2020， analysis of year， keywords， funds and institutions. A total of 6439 articles were retrieved， of which 2824 were Chinese journals， accounting for 43.85%； of which 190 were Chinese patents， accounting for 2.95%. Although the leaf protein research in China has experienced several low points， but the overall development situation is good. The current research focuses on the extraction process， feed optimization and pharmaceutical efficacy， which is a little less than the same type of foreign research. The research of leaf protein in China is still in the primary stage and has a broad prospect. Although we have made gratifying achievements in leaf protein extraction， variety optimization and planting， there is still a big gap with the world’s leading level in the research direction is too narrow， and the application of leaf protein is not wide （mostly limited to feed and food， but used in environmental monitoring and many other aspects abroad） In order to catch up with and surpass the world’s advanced level in leaf protein research， we need to do a good job in many aspects， such as deep processing and expansion of leaf protein， product development， research and innovation of complete sets of equipment， etc.

Key words： leaf protein， resource， characteristic， utilization， bibliometrics