国内外食品科学研究现状及热点分析

司智陟，王凤忠，张辛欣

(中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)

食品工业是国民经济的支柱产业和保障民生的基础性产业，根据工信部数据，2020年，全国食品工业规模以上企业实现利润总额同比增7.2%，有专家称，食品工业总产值将超过20万亿元。食品工业的发展带动了农业、轻工业、流通业和相关产业的发展，在社会经济中充分发挥了结构调整、确保食物安全、保民生促发展的重要作用。近年来，国家先后出台多个政策促进农产品加工业的快速发展。2022年中央一号文件也明确指出，支持农业大县聚焦农产品加工业，引导企业到产地发展粮油加工、食品制造。科技进步是食品科学跨越和发展的直接动力，支持并引导食品产业的可持续发展。研究国内外食品科学研究现状及热点前沿，为我国相关学科发展指明方向，对学科建设补短板克不足,进一步凝练出学科建设方向，探讨食品科学研究未来发展具有重要的借鉴意义。

1 数据来源

本文利用SciVal科研管理分析工具[由爱思唯尔(Elsevier)推出的科研管理、学科分析、人才绩效分析工具]，对来自Scopus数据库的数据进行分析、比较，SciVal包含5个分析模块:Overview(概览)、Benchmarking(对标分析)、Collaboration(合作)、Trend(趋势分析和研究)，与基于共被引分析、文献耦合以及以高被引论文构建本地子集的传统方式相比，SciVal平台具有更为细致的学科分类标准和先进的数据分析技术，识别出的研究主题精确性和稳定性更佳，在对学科未来发展趋势预测、多交叉学科评价等方面具有明显优势。

本文基于该平台新推出的基于文章级别的学科分类功能(China SCADC Subject Categories)，在研究领域中选择农业与生物科学中的二级学科FOOD SCIENCE食品科学。时间范围选择2016—2021年，结合五大功能模块进行食品科学学科分析。通过机器学习算法，利用基于Fast Text算法训练的文章级别分类器，该算法背后使用的是一个浅层的神经网络，将研究成果直接映射相应学科而非仅仅通过文献来源出版物进行简单归类，将大大提高速度和保证准确率。

2 结果与分析

2.1 年度发文量

2016—2021年，食品科学领域全球共有26.02万篇论文被收录，其中中国以5.78万篇位居第一，美国3.56万篇位居第二，其余为巴西、意大利、西班牙、韩国等国。在全世界所发的食品科学领域的研究论文中，中国发表论文篇数从2016年的5 813篇(占全球比例的16.9%)提高到2021年的1.61万篇(占全球比例的27.8%)，增长了10个百分点(图1)。这说明，我国食品科学领域的研究论文在“十三五”期间有了量的飞跃，学科内研究活跃度高。从表1中也可以看出，虽然成果产出量和浏览量、被引频次中国位列第一，但是在领域权重的引用影响力指标(FWCI)方面却低于美国。说明单篇引用水平没有美国高，我国在食品科学领域产出还需要更加聚焦世界前沿，提升研究水平。

图1 2016—2021年中国食品科学科研成果产出数量

表1 2016—2021年全球食品科学科研成果产出排名情况

2.2 科研机构

作为食品科学研究领域的重要载体，一国的科研机构和高校具有较高的研究水准和雄厚的师资力量。就食品领域科研机构和高校的论文产出量来看，全球排位依次为江南大学、中国农业科学院、法国国家农业食品与环境研究院、中国农业大学、巴西圣保罗大学、西班牙国家研究委员会、瓦赫宁根大学与研究中心等科研院所和大学，均高于2 000篇。2016—2021年食品科学领域发文列于前几位的中国科研机构和高校是江南大学、中国农业科学院、中国农业大学、浙江大学和华南理工大学、中科院、西北农林科技大学、南京农业大学、北京工商大学、江苏大学等，这些机构代表了中国在食品科学领域的顶尖科研水平(表2)。我国排名前15位的科研机构和高校的引用影响力均高于世界平均水平。

表2 2016—2021年中国食品科学科研机构和大学科研成果产出排名情况

2.3 主要来源期刊

食品科学领域相关产出集中发表在一些期刊上。根据SciVal统计，食品科学领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)。进入全球高被引TOP 10%论文的数量，全球比例由2016年的9.5%上涨到2021年的10.8%。进入全球1%的顶尖期刊数量由2016年的1.0%上涨到2021年的2.5%。在Q1区(TOP 25%)全球的发文量为13.54万篇，占发文比例50.7%，其次是Q2区(TOP 26%～50%)，发文量为6.41万篇，占发文比例的24.0%。食品科学领域74.7%的发全球文均在Q1和Q2区，说明总体发文质量还是比较高的。以Food Chemistry期刊发文为例，其在2016—2021年的发文量为1.43万篇，其中中国发文5 874篇，位居第一，其次为西班牙、美国、巴西、意大利等。在科研机构和高校排名中，江南大学位列第一(549篇)，其次为中国农科院、中国农大、西班牙高等科研理事会(CSIC)、法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)等。

表3 2016—2021年全球食品科学领域科研成果来源排名情况

我国科研产出从2018年“破四唯”以来，由追求数量向重质量转变，食品科学领域研究在保证高产出的同时更注重文章质量的提升，使得文章的引用情况也有所提高。如图2显示，食品科学领域来自中国的科研成果进入全球高被引TOP10%论文的数量，全球比例由2016年的1 593篇上涨到2021年的2 876篇。进入全球1%的顶尖期刊数量由2016年的44篇上涨到2021年的168篇，反映出中国在食品科学领域的研究在国际上的影响力逐渐提升，尤其是高水平文章的数量上涨很快。

图2 2016—2022年中国食品科学科研成果高被引数量

2.4 聚焦热点问题

SciVal系统会给出3个术语来命名每个主题，前2个主题使用EFT生成，一般选择高频词，提供对主题在研究领域或者专业方向高层次上的描述，第三个主题选择关于此主题的特殊短语，是对主题在研究问题层次上作更具体的描述。SciVal数据库通过可视化气泡图来展示主题情况，根据图3显示，食品科学领域全球热点包括53个主体簇、2 919个主题，主题基于直接引用分析算法对该领域的产出进行聚类分析。同样，主题簇将相近的主题也进行了聚类，主题簇比主题层级更高更广。全球热点气泡的大小表示该领域产出数量，气泡的位置表示该领域产出的主题归属的领域，越靠近中心，说明该主题具有跨学科性质。根据产出数量归类，食品科学热点主题主要有：大米淀粉、粘性属性；肠道菌群、生态失调；食用菌、食品活性包装、断裂伸长率；淀粉乳杆菌、动物双歧杆菌、益生菌剂；薄层干燥、高温空气、太阳能干燥器；蛋白酶解物、枯草杆菌蛋白酶、发泡能力；喷雾干燥、麦芽糊精、药物制剂等。

图3 2016—2021年世界食品科学领域热点主题(产出排行前100个主题)和主题簇

为了更好地了解全球食品科学领域的研究热点和发展趋势，本文还结合了ESI基本科学指标数据库2016—2021年的数据进行分析，通过对农业科学领域高被引论文主题词的检索，清洗与食品科学领域无关的数据后，得出全球食品科学领域热点词主要有：石墨烯/纳米等新型材料、益生菌乳酸菌开发、多功能食品包装、3D食品打印、食品安全检测技术/安全评价、新型抗氧化剂、替代蛋白、即食肉制品，动物脂肪替代品、天然抗氧化剂、天然食用色素等(表4)。

表4 2016—2021年全球食品科学领域科研成果热点词

2.5 国内外合作

根据相关学者研究可知，作者的合作程度与科研产出的学术影响力之间存在显著的正相关关系。我们将成果产出模式按照是否有合作分为四种类型：国际合作、国内合作、机构内合作、不合作。可以看出，根据表5，国际国内合作成果其篇幅引用和引用影响力显著高于其他合作方式和不合作方式。纵观五年来，全球食品科学领域科研成果合作情况，国际合作占比22.6%，国内合作占比37.6%，机构内合作32.6%，不合作比例最少(7.2%)。中国在食品科学领域科研成果国际合作占比21.9%，略低于全球平均水平，但国际合作篇幅引用水平高于全球，说明国际合作文章影响力较高。国内合作比例显著高于全球水平，单一作者比例只有2.3%。说明中国在食品科学领域科研成果综合合作情况较好，尤其是国内合作近年来较多。

表5 2016—2021年全球食品科学领域科研成果合作情况

3 结论与建议

3.1 瞄准世界学科前沿，联合攻关重大任务

从全球视角审视中国食品科学研究的发展现状及差距，确定在国际竞争格局中的地位。实时跟踪全球食品科学领域及子领域的热点和趋势，从研究热词、关键词和前沿主题、主题簇来看，食品科学研究热点主要集中在替代动物产品、新材料利用、食品安全检测、大健康食品、3D定制等。学科发展要面向国家重大需求、重大任务、世界前沿性、交叉性科研，注重加强与国内外食品学科知名院校、科研机构、团队及专家的深入合作，尤其是国际领先机构的战略合作，以进一步提升科研水平和学术影响力。

3.2 全国布局学科建设，从跟跑、并跑到领跑

对标国际学科前沿，根据我国食品科学研究现状，“十四五”期间，布局一批世界领跑学科方向：食品安全检测技术/安全评价、以营养健康为导向的新产品、新材料研发、食品保鲜与包装、替代蛋白、个性化食品；服务经济主战场，以需求为导向布局一批国内一流学科方向：农产品品质评价与控制、生鲜农产品冷链物流技术装备、中式食品研发等；积极促进学科交叉融合，培育一批学科新增长点：农产品智能与生物制造、农产品副产物综合利用等。

3.3 面向现代农业建设主战场，培养核心竞争力

食品科学作为一门新兴学科，与行业紧密相关，但与传统优势学科相比，核心竞争力偏弱。目前不论是国家重点研发计划专项还是国家自然基金委的自由探索项目，都无独立的专项和学部对口，立项的难度较传统优势学科大，这对学科领域科学研究的原创性、系统性、引领性提出了更高的要求。此外，农产品质量安全与加工学科也是一门交叉学科，与环境科学、生物学、植保等传统优势学科存在交叉，要面向现代农业建设主战场，加强不同学科领域间的协同创新，培养核心竞争力，进一步促进交叉、新兴、前沿学科发展。

3.4 对标知名机构和团队，重视人才引进和培养

坚持“互利共赢”原则，进一步深化与国内外本领域知名研究机构合作。积极推动研究成果走向世界，参与国际竞争，提升影响力与话语权。“十四五”期间，通过柔性人才引进、自主培养等途径实现急需的高端科技人才的集聚，打造出一批专业、年龄、职称、学位搭配合理，具有科技创新引领、政府支撑有力、行业服务高效、具有国际竞争力的食品学科创新团队。