世界食品营养学研究文献计量分析

许智勇，金安江*，马爱民

（1 华中农业大学生物医学与健康学院 武汉 430070 2 华中农业大学食品科学技术学院 武汉 430070）

食品营养学是农业科学、食品科学与营养科学有机结合的交叉学科，是食品科学学科中研究食物、营养和人体健康的关系及提升食物营养价值的一个重要分支学科[1]。随着国民经济的发展和科学技术的进步，人们从以往关注“吃得饱”慢慢转向“吃得好”与“吃得健康”，愈发重视食物的营养价值与健康的饮食方式[2]。《健康中国2030 规划纲要》明确提出制定实施国民营养计划，深入评价研究食物（农产品、食品）的营养功能，全面普及膳食营养知识，发布与不同人群特点相适应的膳食指南，引导人们养成科学的饮食习惯，大力建设健康饮食文化[3]。国家的宏观政策指引和人民的健康理念转变，为食品营养学学科的快速发展提供了广阔的发展空间。

文献计量学是借助数学和统计学的方法与工具，定量分析所有知识载体的一门交叉科学[4-5]。计量分析某一特定领域研究文献的数量关系、分布结构和变化特征，已成为评价和预测科学技术发展状况的重要方法之一[6-9]，比如中国国家自然科学基金委员会发表的《学科发展态势评估系列研究报告》、中国科学院与科睿唯安（Clarivate Analytics）共同颁发的《年度研究前沿系列报告》，均使用了文献计量学分析方法。食品科学学科中已有大量基于事实数据定量分析的报道，例如张南等[10]以文献计量的方法，比较分析了全球不同国家和代表性科研机构的食品科学学科竞争力；邵航等[11]、侯博等[12]、王新平等[13]、毛太田等[14]、Shen等[15]作者对食品安全与数据科学交叉、食品安全风险治理、食品质量安全管理、食品安全溯源等食品安全方面的文献进行了计量分析；王麒等[16]、孟静等[17]、齐世杰等[18]、刘彬等[19]、Peng[20]、赵佳等[21]、李琦等[22]、朱长菊等[23-24]、周静舫等[25]、钟灵允等[26]、魏珣等[27]、陈颖等[28]、张南[29]、骆靖阳等[30]、鲁玉妙等[31-32]对食品原材料（水稻、小麦、玉米、猕猴桃、魔芋、荞麦）、食品物理加工、食品真伪鉴别、食品安全快检技术、食品大数据技术、植物组分（多酚）等开展文献或者专利定量分析。然而，目前从文献计量学角度对食品营养学学科的研究进展进行统计分析的相关报道较少，比如杨新泉等[33]从国家基金申请和资助的角度，对我国食品营养学基础研究发展状况进行分析；张小燕[34]对我国营养学领域发表的中文文献进行计量分析；史继红等[35]基于ESI 数据库对营养学学科研究前沿的国家竞争力进行了分析。

本研究运用文献计量学的方法，对世界范围内食品营养学领域文献从文献年代分布、国家与机构影响力、学科方向、研究热点和前沿领域等开展多角度统计分析，探寻近10 年来世界食品营养学研究状况与发展态势，为我国食品营养学学科的发展提供一定参考。

1 数据与方法

利用科睿唯安的Web of Science 网络平台，检索SCI-E（Science Citation Index Expanded）数据库中以食品营养学为主题的文献，设置以下检索条件：检索式为TS=food nutri*，时间跨度限定为2011—2020 年，文献类型为Article 和Review，文献语种为English，检索时间为2021 年9 月22日。

通过Web of Science 的在线分析功能和陈超美教授开发的CiteSpace（V5.3.R4）软件对检索获得的数据进行计量分析[36-39]。本研究中的数据分析使用世界通行的全计数法，即不考虑第一、通讯及其他作者的区别。

2 结果与分析

2.1 食品营养学研究总体概况

某一领域的文献出版年代分布情况一定程度上体现了该领域学术研究活动的发展速度与活跃程度[40]。2011—2020 年，食品营养学领域SCI 文献共68 809 篇，年均出版文献约6 881 篇。世界食品营养学领域文献年代分布曲线呈现逐年上升的趋势，年度出版文献数量从2011 年的4 453 篇（约占10 年文献总数的6.47%）逐渐上升至2020 年的11 215 篇（约占10 年文献总数的16.3%），大约增长了1.52 倍，而近5 年出版的文献数量占比超过62%，表明与前5 年相比，近5 年学术界对食品营养学领域的关注度显著提高（图1）。因此，随着经济发展和人们生活水平提高，越来越关注食品的营养价值与健康效应，食品营养学研究逐渐在世界学术界掀起高潮。

图1 2011—2020 年食品营养学领域文献年代分布Fig.1 Annual distribution of papers on food nutrition during 2011-2020

2.2 食品营养学研究力量分布格局

2.2.1 主要国家及其影响力 文献篇数表示一定时期内某领域学术研究的绝对产出量，直接反映该领域的发展动态与趋势[41]。直接引用文献为学术界同行关注的一种重要形式，因此文献的他引次数往往被用于评估文献的学术影响，分为总他引次数和篇均他引次数两种类型。总他引次数为一定领域内的全部文献被他人引用的次数，故篇均他引次数即为总他引次数与文献篇数相除的商[42-43]。

2011—2020 年，以食品营养学为主题的68 809 篇SCI 收录文献共涉及210 个国家/地区，发文数量位居前10 的国家文献数量之和占近10年文献总数的84.84%，因此，食品营养学领域的研究相对集中，国际合作较多（表1）。发文最多的10 个国家中，只有中国、巴西两个国家为世界发展中国家，其余8 个国家都是世界发达国家，因此，全球发达经济体为食品营养学领域的主要研究力量，其中世界第一大经济体美国的发文数量高居榜首，是近10 年文献总数的27.33%，略低于位居第2～5 的中国、英国、澳大利亚与加拿大四国之和。

表1 2011—2020 年食品营养学文献排名前10 位国家Table 1 Top 10 countries of papers on food nutrition during 2011-2020

从发文数量位居前10 的国家文献年代分布来看（图2），各国总体上呈逐年增长的态势，美国始终保持遥遥领先的地位。2011—2020 年，中国的食品营养学领域研究工作在前5 年始终处于追赶状态，而后5 年就一直领先于除美国以外的其它8 个国家，表明近5 年来，中国在此领域的学术活动非常活跃，是世界食品营养学领域研究的一支重要力量。

图2 2011—2020 年前10 位国家的食品营养学文献年代分布Fig.2 Annual distribution of papers on food nutrition in top 10 countries during 2011-2020

为了更加直观地展现世界食品营养学领域主要国家的研究实力，以文献篇数作为横轴、篇均他引次数作为纵轴，将文献篇数、篇均他引次数的平均值作为坐标原点，绘制四象限坐标图（图3）。美国是唯一位于第Ⅰ象限的国家，可见美国在食品营养学领域的研究呈现出“产出高、质量优”的特征；法国、德国、西班牙、意大利、加拿大、英国等6个国家位于第Ⅱ象限，说明这些国家的食品营养学领域文献“量少质优”；澳大利亚、巴西两国位于第Ⅲ象限，显示这两个国家开展了一些食品营养学研究工作，然而出版文献的数量与质量存在较大提升空间；中国位于第Ⅲ、Ⅳ象限的交界线上，揭示中国出版的文献数量虽然相对较多，但是文献的质量亟待进一步提高。

图3 2011—2020 年前10 位国家食品营养学研究实力比较Fig.3 Research potential in food nutrition of top 10 countries during 2011-2020

2.2.2 主要机构及其影响力 以食品营养学为主题的68 809 篇SCI 收录文献的发文机构中，排名前15 位机构发表文献的数量之和为13 733 篇，大约为近10 年文献总数的20%，说明这些机构为食品营养学领域研究的主要力量（表2）。这15 个机构中除了2 个机构来自中国、巴西外，其它全部来自世界发达国家，其中美国、法国各占3 个，进一步揭示出世界发达经济体在食品营养学领域占有绝对优势地位。

表2 2011—2020 年食品营养学文献全球排名前15 位的机构Table 2 Top 15 institutes of papers on food nutrition during 2011-2020

从表2 可以看出，食品营养学领域前15 位的机构大都是世界知名高校、国际研究组织、国家研究单位、国家政府组成部门及其所辖机构。经浏览官方网站和查阅相关资料，发现这些机构有一个共同特征，即它们大都是由许多单位组成的大型综合体或研究网络联盟，高度重视协同创新、科教融合和成果转化。例如，发表文献最多的哈佛大学是美国享誉全球的顶级研究型大学，为常春藤联盟成员，目前由10 所学院和1 个高等研究院构成，在自然科学、医学、社会学、生命科学、商学、法学等诸多学科领域的学术地位和影响力位居世界前列[44]。2020 年法国国家农业科学研究院、法国国家环境与农业科技研究院合并重组为法国国家农业食品与环境研究院，新机构是世界上第一个专门从事农业、食品和环境领域研究的组织，由学科研究部、自然地理研究中心、专业委员会三级体制构成的大型综合性机构。荷兰瓦格宁根大学由原瓦格宁根大学兼并许多专业研究机构而成，其生命科学、农业科学、食品科学、环境科学等学科在全球享有极高的声誉，拥有把科学发现快速转变为教育与实践的优势[45]。另外，尤其令人瞩目的是法国国家健康与医学研究院、西班牙生物医学研究中心两个机构，其组织模式为通过网络协作平台联合分散在各地区与部门的单位，组建综合性合作网络平台，围绕具体的目标和任务开展攻关，此模式有利于实现资源优势互补，将科研成果迅速转化于应用实践。

通过四象限图，可以直观地掌握世界食品营养学领域主要机构的学术影响力（图4）。美国哈佛大学与荷兰瓦格宁根大学处于第Ⅰ象限，在食品营养学领域文献数量多并且学术影响力大，表明其研究实力强大。美国加州大学戴维斯分校、丹麦哥本哈根大学、西班牙生物医学研究中心、法国国家健康与医学研究院、西班牙高等科学研究理事会等5 个机构处于第Ⅱ象限，显示出这些机构发表文献相对较少，然而学术影响力比较大。中国科学院、巴西圣保罗大学、澳大利亚悉尼大学等3个机构处于第Ⅲ象限，表明其在食品营养学领域文献产出少且学术影响力不高，与处于第Ⅰ象限的机构相比，整体研究实力有较大提升空间。美国农业部、法国国家农业食品与环境研究院、英国伦敦大学、法国国家科学研究中心、国际农业研究磋商组织等5 个机构位于第Ⅳ象限，显示这些机构在食品营养学领域文献产出较大，而学术影响力不大，表明它们的研究层次与水平亟待提升。

图4 2011—2020 年前15 位机构食品营养学研究实力比较Fig.4 Research potential in food nutrition of top 15 institutes during 2011-2020

就中国而言，食品营养学领域发文数量排名前15 的机构中，科研院所有3 个、高校有12 所（教育部直属11 所、香港地区1 所）（表3）。15 个机构中，农林类行业高校和科研院所5 个。中国科学院发文数量最多，香港大学的文献数量最少而篇均他引次数最高。

表3 2011—2020 年食品营养学文献中国排名前15 位的机构Table 3 The Chinese top 15 institutes of papers on food nutrition during 2011-2020

2.3 食品营养学研究热点与前沿领域

2.3.1 主要学科方向 近10 年来，世界食品营养学领域中，发文数量最多的10 个学科方向依次为营养与饮食学、食品科学技术、环境科学与生态学、农业科学、公共环境与职业健康、化学、科学技术其他专题、海洋与淡水生物学、生物化学与分子生物学、内分泌代谢，其中前3 个学科方向的文献占比均超过10%（合计占比接近57%），值得关注的是，营养与饮食学方向占1/4 以上，食品科学技术方向占比约20%（表4）。此外，农业科学、公共环境与职业健康、化学、科学技术其他专题等方向的文献占比均介于5%～10%之间。因此，食品营养学领域呈现农学、生物学、化学、物理学、医学等相关学科交叉融合发展的特征，多学科、跨领域合作研究逐渐成为主要研究范式。

表4 2011—2020 年食品营养学主要学科方向Table 4 Major areas of food nutrition research during 2011-2020

2.3.2 研究热点变化 某学科领域高被引论文的数量与学术影响力，能够显示出该学科领域的研究水平与研究热点[46-47]。通过近10 年来食品营养学领域高被引论文的关键词突现性、高频关键词分析表明（表5、表6），世界食品营养学领域的研究热点主要聚焦于食品组分的生物活性与作用机理、饮食方式（地中海式饮食、食物摄入量）与疾病预防、肠道微生物群与微生物区系、食品安全与风险及政策等方面。研究食物的功能成分主要涵盖酚类化合物、蛋白质、脂肪酸等，有关生物活性重点研究抗氧化活性，涉及的健康效应则包括代谢综合症、心血管疾病、冠心病、癌症、肥胖、血压等。从地理范围上看，研究热点从早期关注美国等世界发达国家的儿童与青少年能量摄入过剩与肥胖问题，逐渐扩大到注重研究世界发展中国家人群的肥胖与营养缺乏问题。

表5 2011—2020 年食品营养学高被引论文的突现词分析Table 5 Burst term analysis of highly cited papers on food nutrition during 2011-2020

表6 2011—2020 年食品营养学高被引论文的高频关键词Table 6 High frequency keywords of highly cited papers on food nutrition during 2011-2020

2.3.3 研究前沿领域 通过CiteSpace 软件的文献共被引分析，得到近10 年世界食品营养学领域文献的共被引聚类图谱（图5），表明世界食品营养学领域的研究前沿主要为厌氧消化、超加工食品、心血管疾病、生物资源、食物毒性与安全、传统农牧业、交替进料、生物活性、营养素、青少年营养不良、微胶囊化、食物频率问卷、生物标志物等领域。

图5 2011—2020 年食品营养学文献共被引图谱Fig.5 Co-citation map of papers on food nutrition during 2011-2020

厌氧消化（Anaerobic digestion，AD）是指在无氧条件下利用厌氧微生物的分解作用，将废物中可生物降解的有机物质转化为甲烷、二氧化碳与稳定物质的生化过程[48]。近年来，因厌氧消化具有产生清洁能源、低碳排放、适宜大规模处理等优点，在食品废物资源处理与利用方面受到广泛关注。Jin 等[49]提出我国应加强政策引导，研究基于厌氧消化的生物炼制模式，加快实施厌氧消化循环经济。Suwannarat 等[50]研究发现酵母能够有效分解食物垃圾中的有机成分。

超加工食品（Ultra-processed food，UPF）是指通过复杂的工业加工流程，添加多种不同的食品添加剂，基本上包含三低（低蛋白、低膳食纤维、低微量营养素）与三高（高糖、高盐、高脂肪）的一类美味可口的快餐食品[51]。研究表明，食品的加工程度和不良的健康结果之间存在相关性[52]。Li 等[53]根据1997—2011 年间中国营养与健康调查结果，分析显示长期摄入大量的UPF 与中国成年人群超重/肥胖的风险增加相关。Zheng 等[54]基于2011—2016 年美国全国健康与营养调查数据研究揭示，对于美国成年人，尤其是缺乏锻炼的人群，UPF 的大量摄入可能会增加患抑郁症的风险。

微胶囊化（Microencapsulation）是指使用特定的仪器与特殊的办法，把分散的颗粒、液滴、气体封装在一层微小、半透或者封闭的膜内产生直径约1～1 000 μm 微胶囊的技术[55]。Castro-rosasa 等[56]总结食品天然抗菌化合物微胶囊化研究进展，现有数据表明微胶囊化不仅增加天然抗菌化合物在储存期的稳定性，而且具有减少其与食品成分的互作，防止失活。Dhakal 等[57]对维生素微胶囊化以防止食品加工和储藏过程中的损失进行了综述，提出要从天然食品原料中提取的多孔和热稳定碳水化合物或蛋白质基壁材料，开发加工稳定、易消化和安全可食用的微胶囊。Corstensa 等[58]对通过延迟脂肪分解诱导饱腹感的食品级微胶囊系统开发工作进行了概况与总结，期待为日益普遍的肥胖与超重问题寻找新的解决方法。

食物频率问卷（Food frequency questionnaire，FFQ）是一种用于流行病学调查的食物调查方法，利用收集被调查对象以往较长时期内所有食物摄入的频率和量，得到个人较长期内食物与营养素的平均摄入量，其目标是调查饮食和疾病之间的关系[59]。Ding 等[60]通过研究认为FFQ 是一种可以合理有效评估中国哺乳期妇女饮食营养状况与健康关系的工具。马永红[61]编制了西北地区学龄前儿童半定量食物频率问卷，并探讨了学龄前儿童膳食模式及其与主要健康指标的关系。Zarah 等[62]研究了慢性肾病成人患者关于饮食质量和饮食习惯的食物频率问卷及其相对效度。

生物标志物（Biomarker）则是能够客观测定与评估系统、组织、细胞与亚细胞的结构或者功能发生改变或者可能改变的一种特征性生物化学指标，现在食物营养研究、新药评价、新疗法安全有效性、疾病诊断等方面得到广泛应用[63-64]。Xu 等[65]运用代谢组学方法，弄清了奶牛泌乳早期的能量平衡和乳汁之间的关系，并筛选出瓜氨酸、脯氨酸、甘氨酸、肉毒碱和胆碱等5 种标志物。Spevacek 等[66]采用代谢组学手段，分析了人类早产和足月乳汁的不同代谢特征，筛选出69 种不同代谢标志物。Mcnamara 等[67]以水果总摄入量为例，分析了一个由多种生物标志物组成的复合标志物在饮食评估方面的应用潜能。Dragsted 等[68]采用基于共识的方法，提出了一套最重要的食物摄入量生物标志物系统验证标准。

3 结语

近10 年来，世界范围内的食品营养学领域的研究成果总体呈现增长趋势，中国取得了较大的进步，该领域SCI 收录文献数量已位列世界第2，仅次于美国，然而，依据文献的篇均被引次数结果发现，中国与美国尚有不小的差距。文献数量位居前15 位的机构中，中国仅有中国科学院入选，同样存在篇均被引次数偏低的现象。此外，美国哈佛大学、法国国家农业食品与环境研究院、荷兰瓦格宁根大学、法国国家健康与医学研究院、西班牙生物医学研究中心等机构特别注重协同创新与成果转化，利用构建大型综合性的实体组织或者网络联盟，统筹整合优势资源，围绕具体的目标和任务开展联合攻关，该模式值得借鉴与学习。

世界范围内食品营养学领域呈现农学、生物学、化学、物理学、医学等相关学科交叉融合发展的特点，多学科、跨领域合作研究已成为主要研究范式，学科交叉融合发展不仅创新了食品营养学学科的理论和方法，而且推动了相关技术的迅速发展。研究热点聚焦在食品组分的生物活性及作用机制、饮食方式与疾病预防、肠道微生物群与微生物区系、食品安全与风险及政策等方面。近年来，食物营养与安全、青少年肥胖、肠道微生物等方面，受到学术界极大关注。厌氧消化、超加工食品、心血管疾病、生物资源、食物毒性与安全、传统农牧业、交替进料、生物活性、营养素、青少年营养不良、微胶囊化、食物频率问卷、生物标志物等方面是该领域的研究前沿。

从食品营养学研究力量分布格局来看，世界发达国家占有绝对优势地位，由此间接反映出人类对食品营养健康的追求与社会经济发展水平紧密关联。作为全球第二大经济体，中国正在全面建设社会主义现代化强国，人民充满对美好生活的向往，比过去更加关注营养与健康。前文分析显示，虽然中国已成为世界食品营养学领域研究的一支重要力量，但是学术水平和影响力与欧美发达国家存在不小差距，这与当前中国所处的国际地位不相称。因此，中国的食品营养学研究应围绕健康中国战略重大需求，加强顶层设计与系统谋划，更加重视原始创新和成果转化，引导和鼓励学科交叉研究，协同开展联合攻关。