基于CiteSpace 的黑茶研究现状可视化分析

2024-04-29 06:40张旭雯赵锦琦葛炳钢王坤波傅冬和

食品工业科技 2024年8期

张旭雯，刘岁，赵锦琦，杨亚，葛炳钢，王坤波,3,4，傅冬和,3,4,*

（1.湖南农业大学茶学教育部重点实验室，湖南长沙 410128；2.国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南长沙 410128；3.湖南省植物功能成分利用协同创新中心，湖南长沙 410128；4.农业农村部园艺作物基因资源评价利用重点实验室，湖南长沙 410128）

黑茶是中国六大茶类之一，其历史可以追溯到公元1500 年前。黑茶原料较粗老，一般经过杀青、揉捻、渥堆、干燥和压制等工序制作而成，其中渥堆是黑茶加工中的特有工序，渥堆使叶内的内含物质发生一系类复杂的化学变化，形成黑茶特有的色、香、味[1]。依据产地和加工工艺的差异，黑茶主要有湖南黑茶、云南普洱茶、广西六堡茶、两湖青砖茶、四川黑茶，还有其他地区也生产黑茶，如浙江和贵州等地。研究发现，黑茶具有抗肥胖[2]、降血糖[3]、保护肝脏[4]等多种功效，受到越来越多消费者的喜爱。

科学知识图谱（Mapping Knowledge Domains）是显示科学知识的发展进程与结构关系的一种图形，可以可视化地描述人类随时间拥有的知识资源及其载体[5]。2004 年，美国德雷塞尔大学的陈超美博士开发了CiteSpace 软件，可对特定领域文献（集合）进行计算，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点[6]。越来越多的学者使用CiteSpace 软件进行统计分析，中国知网中的相关文献已有6000 多篇，被广泛应用于图书馆学[7]、医学[8]、教育学[9]、食品[10]等多个研究领域。在茶学研究中，姜卫卫对中国茶文化旅游情况进行可视化分析[11]，刘思思等探讨了国内外茶皂素研究热点[12]，曹梦等对广西金花茶研究现状进行了分析[13]，银霞等归纳总结了茶叶香气成分研究进展[14]，周宇飞等分析了国内外茶黄素研究的热门话题[15]。但鲜见运用CiteSpace 对黑茶文献进行相关分析的报道，因此，本文对国内外黑茶研究成果进行梳理，探究国内外黑茶研究的重点和热点。研究数据基于中国知网（China national knowledge infrastructure，CNKI）和Web of science（WOS）核心集合，通过CiteSpace 软件绘制黑茶核心作者、研究机构、关键词等科学知识图谱，对国内外黑茶研究情况进行归纳与总结，旨在探明黑茶研究历程，发现黑茶研究前沿动态，以期为今后黑茶研究工作提供一定的参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文的中文文献数据来源于中国知网（CNKI）论文数据库，英文文献数据来源于WOS 数据库核心集合，截止日期为2022 年12 月31 日。分别以“黑茶”、“普洱茶”、“茯砖茶”、“六堡茶”和“青砖茶”为主题词在CNKI 数据库中进行检索；分别以“Dark Tea”“Pu-Erh Tea”“Fuzhuan Brick Tea”“Liupao Tea”“Qingzhuan Tea”为主题词在WOS 核心集合中进行检索。对检索结果进行逐条筛选，剔除无作者、新闻报道、书评以及不相关的文章，导出文献信息，并使用CiteSpace 软件对所得文献进行除重处理，最终得到3436 篇中文文献和617 篇英文文献。

1.2 研究方法

使用信息可视化软件CiteSpace（6.1R2）对从CNKI 数据库和WOS 核心数据库中下载的数据进行可视化分析，分别对Author（作者）、Institution（机构）、Keywords（关键词）等内容绘制知识图谱。软件设置节点强度为Cosine（余弦函数）和Within Slices（时间切片内），阈值为TOP50，Year per slice（时间切片）为1 年，网络裁剪（Pruning）方式选择Pathfinder（寻径网络）和Pruning sliced networks（对每个切片的网络进行裁剪）。

2 结果与分析

2.1 黑茶文献发表数量分析

衡量某领域发展的一个重要指标是学术论文数量的变化，对其文献分布作历史的、全面的统计，为评价该领域所处的阶段，预测发展趋势和动态具有重要意义[16]。如图1 所示，CNKI 数据库中黑茶文献数量呈上升趋势，最早的文章发表于1957 年。1986 年以前是我国黑茶研究的起步时期，文章数量较少，主要对黑茶的渥堆工艺进行了探索[17-18]。随后发文量呈波动增长趋势，并在1991 年形成论文发表小高峰，以刘仲华、黄建安、王增盛等为代表的学者对黑茶初制中茶多酚[19]、含氮化合物[20]、色素[21]、酶[22]、香气组分[23]等方面开展了一系列研究，为接下来的黑茶研究提供了重要参考依据。2000 年以来，黑茶研究进入了高速发展时期，2008 年以后的年发文量均超过100 篇，2016～2020 年黑茶文章的年发表量超过200 篇，至今为止，2018 年共发表了256 篇文章，是黑茶发文量最多的一年。从文章内容来看，目前黑茶研究涉及了加工[24]、香气成分[25]、保健功效[26]、化学成分[27]、微生物[28]、茶文化[29]等多个研究领域。

图1 CNKI 和WOS 黑茶文献年发文量统计图Fig.1 Annual number of dark tea publications in the CNKI and WOS databases

与中文研究相比，黑茶英文研究的起步较晚，文章发表数量较少，发文量整体呈上升趋势。WOS 数据库中从2007 年开始收录黑茶相关文献，此后发文量逐年增加，2018 年后发文量大幅提升，2021 年发表的文章数量由64 篇增加至111 篇，2022 年则共发文99 篇，研究内容涉及黑茶药理学[30]、微生物[31]、生化成分[32]等多个方面。近几年，黑茶逐渐受到营养学家、化学家和微生物学家的关注，这些研究也促进了欧美国家对黑茶的理解和普及[33]。

2.2 黑茶文献发表期刊分析

对国内外黑茶文献来源期刊进行统计分析，表1 为CNKI 和WOS 数据库中收录黑茶文章数量前十的杂志。由表1 可知，国内期刊中《福建茶叶》收录的黑茶中文文献数量最多，共有180 篇。其中《福建茶叶》《茶叶科学》《茶叶通讯》《中国茶叶》《食品工业科技》和《食品科学》收录的黑茶研究文献均超过100 篇，占黑茶论文发表总数的25.87%，是刊登黑茶研究成果的主要杂志。而收录黑茶英文文章数量最多的《Journal of Agricultural and Food Chemistry》共有56 篇，其次为《Food Chemistry》，有47 篇，《LWT-Food Science and Technology》，有31 篇。从文章发表期刊情况来看，国内外黑茶文献主要发表在食品、农业相关的期刊，并且国内已有专门发表茶学研究成果的高质量期刊如《茶叶科学》等，而国外期刊多以食品、化学等内容为主。这些期刊中有多数被认证为中科院一区期刊、北大核心期刊等，所收录的论文质量较高，研究成果受到国际认可，研究内容对黑茶后续研究具有重要参考价值。

表1 CNKI 和WOS 数据库中黑茶文献发文量前10 期刊Table 1 Top 10 productive journals on dark tea literature in the CNKI and WOS

2.3 研究者分析

Citespace 提供了三个层次分别为学者合作、机构合作和国家或地区的合作科学合作网络分析，作者合作图谱能够呈现出一个学科或研究领域内核心作者彼此间的合作强度和互引关系[34-35]。核心作者是在该研究领域具有重要影响力的科研工作者。根据普赖斯定律，核心作者的认证公式为其中，Nmax代表发文最多作者的发文量，M 代表核心作者的最低文献数[36-37]。对国内外黑茶文献作者进行统计，由表2 可知，国内发文量排名前三的作者为刘仲华、吕才有、周红杰，分别发表文章163、161、99 篇，根据普赖斯定律计算出即认为发文量不少于12 篇的作者为核心作者。绘制黑茶文献作者合作网络图，由图2（a）可知目前黑茶领域已形成了以刘仲华和黄建安、周红杰和盛军、刘石泉和胡治远为核心的研究团体。作者合作一般可分为“学缘”和“地缘”关系，“学缘”关系指导师与学生之间、同事之间和同学之间的关系；“地缘”指项目驱动下的跨区域、跨学校之间的合作关系[38]。从各团体间的关系来看，黑茶研究团体目前主要以“学缘”关系为主，集中在湖南、云南等黑茶产区的农业类高校和茶叶研究所，并多以当地所产的黑茶为主要研究对象。

表2 CNKI 和WOS 数据库中黑茶文献发文量前10 作者Table 2 Top 10 authors of dark tea literature publication in the CNKI and WOS

图2 CNKI 和WOS 数据库黑茶文献作者合作网络图Fig.2 Author collaboration networks of dark tea literature in the CNKI and WOS

绘制黑茶研究英文文献作者合作网络图谱图2（b），可见各作者间形成多条连线，说明作者间的联系较为密切，与黑茶中文研究作者情况相似的是，图中也形成了多个研究团体。其中英文文章发文量最多的作者为LIU Zhonghua，共发表了45 篇文章，他与其团队在茯砖茶加工过程中代谢产物[39]、微生物群落[40]、肠道微生物[41]等方面开展研究，其研究成果对探究茯砖茶品质功效具有重要的参考价值。根据普赖斯定律计算即认为发文量不少于7 篇的作者为核心作者，统计得出黑茶英文研究对的核心作者有44 位。排名前5 的核心作者分别为：LIU Zhonghua、ZHANG Liang、CHEN Guijie、ZENG Xiaoxiong、ZHAO Ming，对应发文量为45、24、24、19、19 篇。

2.4 研究机构分析

我国黑茶研究以高校和各大研究所为主，对黑茶研究机构进行统计，其中云南农业大学、湖南农业大学、中国农业科学院、广西大学和华南农业大学是发文量前五的机构，分别发表了445、304、66、66、60 篇黑茶文章。云南农业大学研究团队以普洱茶为主要研究对象，围绕普洱茶的品质形成机制[42]、微生物[43]、香气成分[44]、保健功效[45]、毒理学[46]等方面进行探索；湖南农业大学研究团队则主要以茯砖茶为对象，对其化学成分[47]、降脂减肥功效[48]、调节肠道菌群[49]等方面进行了大量研究，此外茯砖茶的“金花”冠突散囊菌也是研究的重点。从地理置来看，这些主要研究机构位于各大黑茶产区，是多种黑茶的原产地区，有着悠久的黑茶生产和消费历史，同时取材便利，具有一定的地理优势。

对黑茶英文文献的发文机构进行统计分析（表3），其中文章发表数量最多的机构是Yunnan Agricultural University，其次为Anhui Agricultural University 和Hunan Agricultural University，发文量依次为89、65、63 篇。各大机构的研究重点各有侧重，近期Yunnan Agricultural University 研究发现茶褐素显著改善对高脂、高糖和高盐饮食大鼠的血脂水平，可预防肥胖，茶褐素在降低代谢性疾病风险方面具有很大潜力[50]；Anhui Agricultural University 探究了不同发酵方式对普洱茶化学特征的影响，为普洱茶品质形成机理提供了新的认识[51]；Hunan Agricultural University 通过顶空气相色谱离子迁移谱、顶空固相微萃取气相色谱质谱联用、电子鼻等方法对茯砖茶的风味代谢物进行研究分析[52]。

表3 CNKI 和WOS 黑茶文献发文量前五的研究机构Table 3 Top 5 research institutions of dark tea literature in the CNKI and WOS

2.5 研究国家分析

使用CiteSpace 软件对WOS 数据库中黑茶研究国家进行可视化分析（图3），图中共有42 个节点，53 条连线。可以看出，以中国为中心，全球有42 个国家或地区对黑茶开展了研究活动。中国是黑茶的原产地，茶叶资源丰富，具有得天独厚的优势，对黑茶研究最为深入，文章发表数量最多，高达508 篇，占黑茶英文文章的94.0%。发文量第二的为美国共有52 篇，排第三的为日本有26 篇。美国探究了中国不同普洱茶的加工方式对其化学成分、抗氧化活性以及风味品质的影响，而日本则探讨了黑茶对动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝、胰岛素抵抗等代谢疾病的作用[53-55]。除此之外，韩国、波兰、新西兰等国家也都对黑茶开展了不同程度的研究，并在国家间形成了一定的合作关系。

图3 黑茶研究国家合作图谱Fig.3 National cooperation map of dark tea research

2.6 关键词聚类分析

对文献关键词进行聚类分析，其中有模块值（Q 值）和平均轮廓值（S 值）两个指标，Q 值一般在[0,1]区间内，Q>0.3 说明划分出来的社团结构是显著的，当S 值>0.7 时，说明是高效率令人信服的，若在0.5 以上，聚类一般认为是合理的[6]。对CNKI 黑茶文献进行聚类分析，图4（a）中共有984 个节点，2543 条连线，Q 值为0.643，S 值为0.878，表明此聚类结果是令人信服的。图中聚类序号越靠前说明该聚类中包含的关键词越多，共分为“品质”、“普洱茶”、“安化黑茶”、“茶多酚”、“茯砖茶”、“思茅地区”、“茶叶”、“黑毛茶”等11 大聚类。其中#0 聚类标签为“品质”，则表明黑茶研究中围绕茶叶品质进行了大量研究，黑茶品质是研究者关注的重要问题。统计得出，黑茶文献中出现频率最高的关键词是“普洱茶”，共有1121 次，其次为黑茶234 次、茯砖茶223 次，表明目前黑茶研究中对普洱茶和茯砖茶进行了较多的研究工作。中介中心性是指网络中经过某点并连接这两点的最短路径占这两点之间的最短路径线总数之比[56]。中心性的强弱可以体现该关键词在共现网络中影响力的大小，中心性高的关键词一般可以认为是某时间内研究者关注的重点话题。表4 中黑茶中文文献关键词中心性排前五的是：普洱茶、茯砖茶、黑茶、茶多酚、安化黑茶，中心性分别为1、0.15、0.1、0.1、0.07。“普洱茶”的中心性和出现频次均为第一，说明普洱茶最受研究者的关注，是黑茶研究中的重点话题，与其相关的研究文献也最多。

表4 CNKI 和WOS 数据库中黑茶文献高频关键词及中心性表Table 4 High frequency keywords and centrality of dark tea literature in the CNKI and WOS

图4 CNKI 和WOS 数据库黑茶文献关键词聚类图谱Fig.4 Keywords clustering maps of dark tea literature in the CNKI and WOS

对WOS 黑茶文献的关键词进行聚类，图4（b）显示其中有472 个节点，1737 条连线，Q 值为0.4983，S 值为0.7587，说明该聚类结果是显著的。共聚类出“Fu brick tea”“Metabolic disorder”“Chinese tea”“Gallic acid”“B-ring fission lactone”“Risk assessment”“pu-erh tea”等15 类。黑茶英文文献中出现频率前五的高频关键词为“pu-erh tea”“polyphenol”“catechin”“identification”和“extract”，频次分别是223、101、64、62、62。从关键词中心性来看，“dark tea” “pu-erh tea”“ catechin”和“identification”的中心性均在0.1 以上。从中反映出黑茶英文研究中侧重黑茶的儿茶素、茶多酚等生化成分的研究，并且普洱茶受到了较多研究者的关注。

2.7 研究热点分析

通过CiteSpace 软件绘制黑茶中文、英文研究的关键词突显图（图5）和关键词演进时间线图（图6）。由图5（a）可以看出不同时期黑茶研究的热点内容，如图所示，“普洱茶”在2008～2009 年爆发，突现性高达21.71；而直至2022 年仍然具有研究热点的为“青砖茶”、“感官品质”、“六堡茶”以及“普洱生茶”。以研究时期内关键词首次出现的时间为横坐标，以关键词节点为纵坐标绘制关键词演进时间线图，并以节点大小来反映该关键词出现的频次。通过时间线图可以客观地从时间维度分析不同时期黑茶研究热点，由图6（a）可知，在研究初期以“普洱茶”、“黑毛茶”、“生化成分”等为研究热点，其中“普洱茶”受到了最多关注；90 年代茶多酚、儿茶素、咖啡碱等成分的提取技术日渐成熟，“化学成分”、“茶多酚”、“儿茶素”、“渥堆”、“品质”、“咖啡因”等关键词出现，黑茶化学成分的研究逐渐增加，“安化黑茶”、“湖南黑茶”进入研究者视野；2000 年后黑茶研究内容不断深入，关键词数量激增，黑茶研究转向“香气成分”、“抗氧化”、“减肥”等内容，探究黑茶各生化成分的保健功效以及品质形成机制。随着消费者对养生保健的追求不断增加，黑茶功效研究成为当前的热门话题，吴雅倩等[57]研究表明普洱茶能显著降低高脂饲料喂养大鼠肝脏中甘油三酯和总胆固醇含量，具有预防肥胖和保肝作用；左高隆等[58]实验证明茯砖茶能够有效改善高脂饮食诱导的肠道黏膜屏障及肝损伤，起到防治非酒精性脂肪性肝病的作用；阮瑶等[59]研究发现普洱生茶和普洱熟茶在高脂饮食小鼠的血液脂肪指标、脏器组织上表现出不同程度的降脂效果。这些研究结果表明黑茶对高血脂、糖尿病、肥胖症等代谢疾病具有一定的预防和调控作用，可为未来将黑茶开发成防治这些代谢疾病的辅助健康药可保健茶提供理论依据。

图5 CNKI 和WOS 数据库黑茶文献关键词突显图Fig.5 Keywords clustering maps of dark tea literature in the CNKI and WOS

图6 CNKI 和WOS 数据库黑茶文献关键词演进时间线图Fig.6 Timeline of hot words in dark tea literatures in the CNKI and WOS

根据图5（b）显示，黑茶英文关键词中“oxidative damage”的突现性最高为8.3，并在2008 年～2015 年受到关注；其次为“catechin”突现性为7，于2010年～2015 年成为研究热点。近几年则以“theabrownin”“metabolite”“metabolomics”“quality”为研究前沿，探究黑茶茶褐素、代谢产物以及品质形成机制，其突现性分别为2.91、3.06、3.34、3.13。黑茶英文关键词演进时间线图，图6（b）显示研究初期的关键词有“pu-erh tea”“polyphenol”“extract”“caffeine”等，说明此阶段主要关注黑茶的渥堆工艺、化学成分等方面。在2015 年后关键词数量不断增加，出现“fermentation”“polysaccharide”“chemical constituent”“chromatography mass spectrometry”等关键词，表明这一阶段检测方法发生了变化，顶空固相微萃取、气相色谱、气质联用等检测手段成为了黑茶研究中的热门研究方法，对黑茶挥发性成分的研究成为热点话题。Nie 等[60]采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对两种四川黑茶的香气成分进行了鉴定，Shi 等[61]通过同时蒸馏萃取法综合二维气相色谱-飞行时间质谱法对茯砖茶和普洱茶的挥发性化合物进行提取分析，Zhang 等[62]分析了青砖茶在陈化过程中挥发性成分的动态变化，使用不同检测方法有助于研究者更好地理解不同黑茶香气成分的形成机理。

3 结论

本文通过CiteSpace 文献计量软件对CNKI 和WOS 数据库中国内外黑茶研究文献进行了可视化分析，分别以年代、期刊、作者、机构、国家等方面进行对比，并绘制国内外黑茶研究热点聚类图谱及关键词演进图谱，分析得出以下结论：国内外黑茶研究整体都呈上升趋势。中文文章的发表量远高于英文，且黑茶英文研究起步较晚，中文研究自2005 年后进入高速发展时期，而英文研究在2018 年后发文量迅速增加；黑茶中文发表数量排列前三的期刊分别为《福建茶叶》《茶叶科学》和《茶叶通讯》，发文量分别为180、172、157 篇。黑茶英文发文量排列前三的期刊分别是《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Food Chemistry》《LWT-Food Science and Technology》，分别发表了56、47 和31 篇黑茶文章；中文发表数量最多的核心作者是刘仲华，其次是吕才有、周红杰等学者；英文核心作者前三的作者为LIU Zhonghua、ZHANG Liang、CHEN Guijie。中英文作者合作图谱分布具有相似性，多个研究团体和作者间交流合作密切；黑茶研究机构都是以农业类大学和各大茶叶研究所为主。云南农业大学、湖南农业大学和安徽农业大学是主要研究机构，在国内外学术期刊上发表的文献数量名列前茅，研究成果涉及多个领域；中国是发表黑茶研究文献最多的国家，其次是美国和日本，台湾、韩国、波兰等42 个国家或地区都对黑茶进行了研究，国家间存在一定的合作关系；黑茶品质形成机理、微生物、香气成分以及代谢组学等方面内容成为中文论文的研究热点；黑茶的降血脂、抗氧化、减肥等功效内容成为英文论文的研究热点。随着研究手段进步和创新，黑茶新产品的研发及新的保健功效及作用机理研究将会成为研究热点。

综前所述，关于黑茶加工、化学成分、香气成分等基础性研究已有众多研究成果，随着科学技术的不断进步，研究者将生物技术、蛋白质组学、代谢组学、药理学等多学科技术组合运用于黑茶研究，对黑茶微生物、品质形成机理、保健功效机理等多个方面，为揭示黑茶品质形成及作用机理提供了重要参考。黑茶因有无数种微生物参与其品质的形成，仍有很多科学奥秘需要揭开和解答，如黑茶中微生物及特征风味成分分离鉴定、创新黑茶产品的开发、黑茶干预糖尿病、心脑系统疾病、非酒精性脂肪性肝病、降脂减肥、调理肠胃等作用机理均有待进一步探索，以揭示黑茶更多的奥秘，也将成为今后的研究热点。