基于CiteSpace 对丁香酚在食品领域中研究进展的可视化分析

李佳璘，王莉丽，孙彤，李秀霞，励建荣

（渤海大学 a.食品科学与工程学院 b.海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，辽宁 锦州 121013）

丁香酚（Eugenol）是一种由愈创木酚取代烯丙基链组成的苯丙素基团，是多种精油的主要生物活性物质，约占精油成分的45%～90%。丁香精油通常从丁香花蕾中提取，具有抗菌、抗疟原虫、抗病毒、抗炎和抗氧化等多种药理作用，广泛用于食品、药品、化妆品和农药中[1-2]。根据GB 2760—2014，丁香酚被认为是一种安全的食品添加剂。近年来，基于丁香酚良好的抗氧化[3]和抗菌作用[4]，它在食品领域受到越来越多的关注，但利用科学文献数据对其进行量化分析却鲜有报道。

文献计量学是一种将数学与统计学相结合分析文献的方法[5]。CiteSpace 是一种适用于研究各学科发展的文献计量和文献管理工具[6-7]。CiteSpace 基于共引分析理论（co-citation）和寻径网络算法（Path finder）等，对特定领域的文献进行计量，通过一系列可视化图谱分析学科领域演化的关键路径及其特殊的知识拐点，反映文献的引文历史、主题演变趋势及热点之间的内在联系，探索学科演化的潜在动力机制和发展前沿[8-11]。已有一些学者利用CiteSpace 开展了相关领域文献的计量研究工作。张鑫等[12]对鱼糜研究领域进行了文献计量分析，发现研究热点由加工工艺和鱼糜品质向保鲜、抗冻剂转变，研究重心“鱼糜蛋白”及“二级结构”已进入分子水平。周钰等[13]分析了国内外抗食品过敏领域的研究现状、热点和趋势，对探寻有望治疗疾病的肠道微生物等进行了展望。郝毫等[14]对天然多酚在食品领域的研究文献进行了分布特征分析，提出研究热点将聚焦于多酚提取纯化的工艺优化、体外消化及植物提取等方面，为天然多酚在食品领域的研究提供了数据参考。此外，CiteSpace 的可解释性与可计算性有助于发掘新的科学理论[15]。对丁香酚在食品科学领域的文献数据进行可视化分析，把控其研究历史和研究热点，有助于促进丁香酚在食品领域的深入研究和技术开发[6,16]。

文中以“丁香酚”和“eugenol”为主题词，对中国知网（China national knowledge infrastructure，CNKI）和WOS 2 个检索平台检索到的文献，运用文献计量在线分析平台和CiteSpace 软件，从发文量、期刊、合作网络及关键词等方面进行可视化分析，以期为未来的研究提供新的思路，为进一步开展相关研究和应用提供参考。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源和转换

中文文献以中国知网（China national knowledge infrastructure，CNKI）为检索平台，外文文献以Web of Science（WOS）为检索平台，检索主题词分别为“丁香酚”和“Eugenol”，检索学科分类分别设定为“食品”和“Food Science Technology”。对1997 年12 月1 日至2022 年8 月31 日的CNKI 数据库核心期刊、WOS 数据库核心文献进行专业检索，排除了新闻、会议通知，以及学位论文中作者、年份信息不全、主题不明显等文献，共检索到中文文献243 篇、英文文献1 352 篇[17]。

对于检索的文献，CNKI 数据库的导出格式为“Refworks”，WOS 数据库的导出格式为“Plain text file”，导出信息包含作者、研究机构、标题、发表年份、摘要、关键词等数据[18]。将下载后的数据文件以“download_01.txt”命名保存，并进行后续分析。

1.2 研究工具

采用CiteSpace 6.1.R3 软件作为研究工具，对年度发文量和相关发文期刊进行统计，分析丁香酚在食品领域中的研究现状[19]。通过科研合作网络，从发文作者和国家2 个层次分析食品领域中丁香酚研究的相互合作关系。依据关键词共现图谱进行聚类分析和突现分析，体现丁香酚在食品领域的研究热点和研究趋势[20]。

1.3 分析方法

基于所检索到的文献，针对文献的作者、国家合作网络、关键词共现、聚类和突现进行可视化分析。设置 CiteSpace 软件的参数：时间切片选择1997—2022 年，每隔1 年为1 个片段，节点类型选择机构、作者和关键词，选择标准为g-index，k=30。另外，对CNKI 数据库中的发文期刊使用Origin 2021软件绘制；在WOS 数据库中，利用文献计量在线分析平台（https://bibliometric.com）对各个国家的文献数量年度分布、关键词年度分布和国家合作网络图进行分析和绘制。英文发文期刊图利用 WOS 平台（www.webofscience.com）绘制。年发文量统计、年累计发文量统计和回归验证使用Excel 2019 软件（美国微软公司）进行分析和绘制。

2 结果与分析

2.1 丁香酚在食品领域中的发文量及发文期刊分析

对检索到的243 篇CNKI 文献和1 352 篇WOS文献进行统计分析，其年度发文量、年度累计发文量和回归验证结果分别如图1 所示。由于文献检索日期截至2022 年8 月31 日，因此2022 年的文献数量在年度发文趋势上无参考价值。

图1 年度发文量、年度累计发文量统计及回归验证Fig.1 Statistics and regression verifications for the annual|publication number and annual cumulative publication number

WOS 数据库的年度发文量均远高于CNKI 数据库的年度发文量，2 个数据库中的年度发文量和年度累计发文量总体上均呈上升趋势。CNKI 的年度发文量变化趋势与WOS 数据库一致，年度发文量增速的转折点在2000 年和2016 年，可能在这2 年有经典文献的发表或关键技术的攻关推动了该领域的研究。如陈建烟等[21]阐述了植物精油抗菌、抗氧化、抗病毒、消炎等多种生物活性的作用机理，并展望了植物精油在今后研究中的重点和突破方向。根据图1 的数据对年度累计发文量进行了拟合分析，结果表明，CNKI数据库的年度累计发文量呈指数增长（R2=0.981 9），WOS 数据库的年度累计发文量呈二次幂增长（R2=0.999 5），表明在食品领域中丁香酚相关研究的发文量不断增加，受到的关注越来越多。

在WOS 数据库中，各国历年的发文数量如图2所示。丁香酚在食品领域的发文总量逐年增加，2021年达到90 多篇。25 年来发文总量超过100 篇的国家有5 个，分别是中国、美国、西班牙、印度和巴西。我国的发文总量为205 篇，仅次于美国，位居第二。美国、法国和日本是较早开展该领域研究的国家，中国从1998 年开始开展该领域的研究。我国自2017 年起发文量大幅增大，之后几年保持稳定的上升趋势，2021 年的发文量达到33 篇，较2017 年增幅达到154%，表明我国近年来对该领域的研究热度一直较高。

图2 WOS 数据库中各国年度发文量统计Fig.2 Statistics of annual publication number sorted by country in WOS database

243 篇CNKI 文献来源于82 种期刊，1 352 篇WOS 文献来源于150 种期刊。在CNKI 数据库中，发文量前10 位的期刊如图3a 所示。《食品科学》是CNKI 数据库中刊载量最多的期刊，为31 篇，占比为22%。《中国食品学报》的刊载量为5 篇。丁香酚在食品领域中的研究文献较多地发表在食品科学学科的高质量核心期刊上，涉及基础理论、调味品及工业应用等方面，说明丁香酚在食品领域中具有较高的研究活力。在WOS 数据库中，发文量前10 位的期刊如图3b 所示。在发文量前3 位的期刊中，《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Food Chemistry》均为TOP 1 区期刊，发文量分别为144 篇和100 篇。此外，在发文量前10 位的期刊中，《LWT Food Science and Technology》《Food and Chemical Toxicology》《International Journal of Food Microbiology》也都是TOP 1 区期刊。说明在食品领域中，丁香酚相关研究的学术质量和影响力初步获得了国际权威期刊的认可，进一步表明丁香酚在食品领域的相关理论和应用研究具有重要的价值。

图3 CNKI 和WOS 数据库中发文量前10 位期刊的统计结果Fig.3 Statistics of top 10 journals sorted by publication number in CNKI and WOS databases

2.2 食品领域中丁香酚相关研究的合作网络及合作关系分析

在CNKI 数据库中检索到的相关文献涉及作者600 人。在WOS 库中检索到的相关文献涉及作者889人。在CNKI 和WOS 数据库中，研究者的合作网络图分别如图4a、b 所示。如图4 所示，每个节点代表一位作者，节点上圆环的颜色代表发文年份，圆环的厚度与该年份发文的数量成正比[22]。如图4a 所示，发文量最多的是北京工商大学食品与健康学院的孙宝国教授，他采用膜蒸馏及超临界流体萃取等技术对食品香料风味物质的回收及应用做了大量研究工作[23]。自2021 年起，发文较多的有上海海洋大学食品学院的谢晶教授团队和渤海大学食品与材料工程学院的孙彤教授团队。如图4b 所示，发文量最多的是维也纳大学生命科学学院的Buchbauer G 教授，他主要从事精油成分及其生理生化性能研究[24]；近期发文较多的有 National University of Sciences & Technology-Pakistan 的Iqbal Arfa 教授。与CNKI 数据库相比，WOS 数据库近期发文作者的节点较多，作者间的合作相对紧密。总体说来，近期许多学者进行了丁香酚在食品领域的研究，且形成了一个较紧密的合作网络。

图4 CNKI 和WOS 数据库中研究作者的合作网络Fig.4 Collaboration networks of research authors in CNKI and WOS databases

节点之间的连线代表作者间的合作，连线越粗表示作者间的合作越紧密[25]。如图4a 所示，共有连线1 097 条，密度为0.006 1，产生了11 个作者集群。其中，大部分作者处于一个相对稳定的合作者集群中，乔宇、张莉会、廖涛和廖李等几位核心作者形成了一个较大的集群，其他集群的作者数量较少。各集群内部的合作紧密，但各集群间缺乏合作。如图4b所示，共有连线1 042 条，密度为0.002 6，产生了6个非单一作者集群。国外的作者形成了若干个分散且较小的集群，各集群之间的关系较松散，集群作者间的合作较少。国内的研究者以Zhang Y、Zhong Q、Zhang J、Wang Y 为中心向周围铺陈形成网络，形成了一个较大的集群，但他们与国外发文量较高的学者之间缺乏交流。在CNKI 和WOS 数据库中，各个研究团队的合作关系总体上较松散，可加强各集群间的合作交流。

2.3 丁香酚研究热点分析

关键词是对研究内容的高度概括和凝练[26]。这里在关键词共现图谱的基础上进行了关键词聚类分析和关键词突现检测，分析了丁香酚在食品领域的研究热点、研究前沿和研究趋势[20,27]。采用对数似然比算法（LLR）生成关键词聚类标签，分析关键词之间的内在关系。关键词突现分析运用了CiteSpace 软件中“Burstness”功能，通过研究特定时间段内某一关键词的关注程度，探索丁香酚在食品领域的研究前沿及其迭代情况[28-29]。

在CNKI 和WOS 数据库中，丁香酚在食品领域研究的关键词共现图谱如图5 所示。关键词间的连线和粗细代表关键词间的亲疏关系，连线越多表示关键词共现次数越多[30]。如图5a 所示，CNKI 数据库共有385 个关键词节点，各节点的连线有835 条，网络密度为0.011 3。如图5b 所示，WOS 数据库共有427个关键词节点。节点数量较多说明丁香酚在食品领域的研究类型较广泛。如图5b 所示，WOS 数据库共有连线3 106 条，网络密度为0.034 2，大于CNKI 数据库的网络密度，说明在WOS 数据库中丁香酚在食品领域的网络连接结构更紧密，各个关键词之间的联系更频繁，形成了一个紧密的研究体系。

图5 CNKI 和WOS 数据库中的关键词共现图谱Fig.5 Co-occurrence mappings of key words in CNKI and WOS databases

如图5a 所示，高频关键词有水产品、抑菌活性、保鲜和气相色谱−质谱等。关键词丁香酚、水产品、植物精油、挥发性成分、气相色谱−质谱的中介中心性均大于0.1，说明这些关键词是贯穿不同研究的重要枢纽。经分析，丁香酚在食品领域的应用研究主要集中在2 个方面。一方面是水产品中的应用研究，丁香酚作为水产养殖中的一种常用麻醉剂，学者们对丁香酚在水产品中的麻醉效果、代谢动力学、残留检测方法和安全性评价等进行了大量研究[31]，此外，丁香酚对水产品致病菌鳗弧菌、腐败菌芽孢杆菌等也表现出良好的抑菌效果[32-33]。另一方面是食品保鲜研究，以丁香酚为抗菌剂，辅以高功率脉冲微波冷杀菌、气调包装等保鲜技术的联用受到了研究者们的关注[33-34]，丁香酚的缓释处理技术、不同材质的保鲜材料的制备和保鲜机制研究也得到较多学者的关注[35]。

品质、气相色谱−质谱等关键词的出现频次也较高。丁香酚类物质的检测技术由前期的单一质谱和气相色谱到后期的气相色谱−质谱与超高效液相色谱−串联质谱联用技术[36]，其提取技术由水蒸馏法到氟化共价有机聚合物固相萃取技术[37-38]。提取技术和检测仪器的精进为丁香酚在食品领域中的研究和应用奠定了基础。

如图5b 所示，除主题词eugenol（丁香酚）外，出现频数较高的关键词还有essential oil（精油）、antimicrobial activity（antibacterial activity，抗菌活性）、chemical composition（化学成分）和antioxidant activity（抗氧化活性）等，体现了对丁香精油组成、丁香酚性质、抗菌和抗氧化等机理等方面的研究。Zhu等[39]研究了经丁香酚处理后抑制鲜切水荸荠褐变的潜在机制，发现丁香酚可增强酶促/非酶抗氧化能力，间接抑制了水荸荠的酶促褐变。Bai 等[40]研究发现，丁香酚通过抑制志贺氏菌内超氧化物歧化酶活性，提高了细胞内活性氧和丙二醛浓度，破坏了细胞膜的完整性，从而达到了抑菌目的。关键词eugenol（丁香酚）、component（组分）、essential oil composition（精油成分）的中介中心性达到0.1，为重要的研究枢纽。由此可见，国内外对丁香酚在食品领域的研究聚焦于丁香酚的提取、检测技术、抗氧化和抗菌特性等方面。

CNKI 数据库和WOS 数据库的关键词聚类图谱如图6a、b 所示。模块值（Q）和平均轮廓值（S）是检验聚类可信度的2 个指标，分别表征网络结构和聚类清晰度[41]。在图6a 中Q为0.848 8，S为0.962 2。在图6b 中Q为0.773 0，S为0.934 5。Q均大于0.3，S均大于0.7，表明聚类是高效率且十分可信的[42]。

图6 CNKI 数据库和 WOS 数据库中的关键词聚类图谱Fig.6 Clustering mappings of key words in CNKI and WOS databases

在图6a 中共形成了8 个有意义的关键词聚类，聚类标签数字越小，表示所包含的关键词数量越多。在聚类图谱中，1#水产品、2#品质、3#植物精油、5#抑菌活性、6#化学成分、7#保鲜聚类发生重叠，表明这些聚类关系紧密。特别是5#抑菌活性和7#保鲜聚类与大部分标签重合，表明保鲜应用的理论基础主要来自对抑菌活性的研究。另外，聚类0#丁香酚与7#保鲜虽未重叠，但二者通过关键词“丁香酚”和“抑菌作用”进行联系，5#抑菌活性和1#水产品2 个聚类也仅用关键词“抗氧化活性”和“渔用麻醉剂”相连接，体现了丁香酚的应用与抗菌机理存在紧密联系。5#抑菌活性的“抗氧化活性”与6#化学成分的“丁香罗勒”连接，这是因为抗氧化活性是丁香酚的主要特性之一。所有聚类通过重叠或关键词连线被联系起来，表明丁香酚在食品领域的相关研究主题集中且相互关联。

如图6b 所示，聚类分析图谱得到了8 个有意义的聚类。0#essential oil（精油）连接该领域所有研究，1#volatile compound（挥发性成分）、2#natural antioxidant（天然抗氧化剂）、3#essential oil composition（精油成分）为丁香酚在食品领域的主要研究内容，3#essential oil composition（精油成分）、4#ocimum basilicum（罗勒）和7#antioxidant activity（抗氧化活性）模块发生重叠，这些聚类之间联系紧密，归因于丁香酚为罗勒精油的主要成分，且丁香酚的抗氧化性为食品保鲜领域中一项重要的研究内容[43]。5#escherichia coli（大肠杆菌）为该领域研究的重要微生物，6#carvacrol（香芹酚）是与丁香酚具有相似结构的萜类化合物，应用于食品保鲜领域都能抑制腐败乳酸菌的生长[44]。CNKI 数据库与WOS 数据库中的聚类相似，都注重化学成分、抗菌、抗氧化和保鲜这些方面的研究，但WOS 数据库中的聚类对象更明确，表明丁香酚在食品领域中的微生物研究对象和内容更广泛。

通过突现词分析，可研究丁香酚在食品领域中的受关注程度[28]。在CNKI 数据库中共有55 个关键词发生了突现，在WOS 数据库中共有197 个关键词发生了突现。

在CNKI 数据库中突现强度前 25 位的关键词如图7a 所示。突现条中阴影线段表示关键词的突现时间。大部分关键词的突现时间较短。丁香、抗菌活性和抗氧化等关键词的突现始于2006 年，分别止于2015、2013、2012 年，突现时间较长，表明丁香酚的抗菌和抗氧化作用受到了持续关注[45]。化学成分和气相色谱−质谱法2 个关键词的突现始于2009 年，比关键词精油和柠檬醛的突现时间早2 a，检测和提取技术为精油及与柠檬醛等其他抗菌剂复配的后期研究提供了基础[46-47]。在2015 年出现了突现词——挥发性成分、保鲜剂和渔用麻醉剂，此时的研究重点开始倾向于丁香酚在食品领域中的应用。在2018 年出现了突现词——丁香酚、高效液相色谱法、检测方法、主效成分、残留，表明学者们进一步探索了丁香酚的检测和提取技术。主效成分和麻醉剂的突现时间持续至2022 年，表明精油的主效成分及相关应用是目前的研究热点。

图7 CNKI 数据库和WOS 数据库中的关键词突现图谱Fig.7 Emergence mappings of key words in CNKI and WOS databases

在WOS 数据库中突现强度前25 位的突现词如图7b 所示，突现时间截至2022 年的关键词有stability（稳定性）、microencapsulation（微胶囊）、dove essential oil（精油）、chitosan（壳聚糖）、inactivation（失活）、biofilm formation（生物膜的形成）、antioxidant（抗氧化剂），表明目前这些突现词的被关注程度较高。由于丁香酚在应用中存在高挥发性、化学不稳定性和生物利用度低等问题，将丁香酚或含丁香酚物质的精油以微胶囊等结构进行封装，是拓展丁香酚在食品领域中应用的一个有前途的研究内容[48-49]。丁香酚的封装技术也促进了对新抑菌机理的研究，如Toushik 等[50]研究了丁香酚在海产品中抑制病原微生物生物膜形成的机理。

依据关键词的共现、聚类和突现分析结果，将丁香酚在食品领域中的研究热点归纳如下：对丁香酚抗氧化活性和抗菌性能的研究，尤其是应用于水产品保鲜的研究；为保持丁香酚在应用中的稳定性，对其纳米封装技术的研究，如微胶囊、静电纺丝等；对丁香酚提取纯化和检测技术的研究；对丁香酚抑菌机理的深入研究，如微生物群体感应的影响机制等。

3 结语

通过对243 篇CNKI 文献和1 352 篇WOS 文献进行可视化分析发现，国内外关于丁香酚在食品领域的研究较为活跃，发文量逐年上升，且具有较高的学术质量和影响力。前期研究主要聚焦于丁香酚的抗氧化、抗菌和检测技术等方面，目前的研究热点主要聚焦于保鲜、封装、提取纯化、检测及抗菌作用等方面，未来的研究可能侧重于丁香酚的封装体系、新的抑菌机制及在活性食品包装方面的应用。虽然我国对丁香酚的研究起步较晚，但发展较快。今后可进一步加强各研究团队之间的合作交流，以提升科研能力。