基于CiteSpace的茶黃素研究現狀可視化分析

周宇飛，周琳，禹利君,3*，徐帥，楊益歡

基于CiteSpace的茶黃素研究現狀可視化分析

周宇飛1，周琳2*，禹利君1,3*，徐帥1，楊益歡1

1. 湖南農業大學茶學教育部重點實驗室/國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南 長沙 410128；2. 湖南省農業科學院茶葉研究所，湖南 長沙 410145；3. 植物功能成分利用省部共建協同創新中心，湖南 長沙 410128

為把握茶黃素研究的進展和熱點，客觀反映不同國家、作者、研究機構以及期刊在該領域的影響力，本研究運用文獻計量學和CiteSpace可視化分析軟件，對1964—2021年被WOS（Web of Science）數據庫收錄的725篇和被CNKI（China National Knowledge Infrastructure，中國知網）數據庫收錄的391篇茶黃素（Theaflavin/Theaflavins，TF/TFs）文獻進行分析。結果表明，研究報道茶黃素最多的國家依次為中國、印度、美國和日本；日本長崎大學的Tanaka研究最為深入；與茶黃素類相關的兒茶素氧化產物研究報道最多；劉仲華、江和源、屠幼英是國內茶黃素研究的引領者；《茶葉科學》和《Food Science Technology》是茶黃素發文量最高的期刊；關鍵詞分析顯示中文文獻研究側重于茶黃素的制備分離和其對紅茶品質的影響，英文文獻側重于茶黃素的藥理研究，且茶黃素的制備分離及其藥理功效仍為未來研究的熱點。

茶黃素；CiteSpace；研究熱點；WOS；中國知網；可視化

紅茶是世界消費最多的茶類，占茶葉總消費量的70%～80%[1]。酶促氧化是紅茶品質形成的主要原因，鮮葉中的多酚類物質在多酚氧化酶、過氧化物酶等酶類的作用下發生深刻氧化，逐步轉變成茶黃素、茶紅素、茶褐素等物質[2]。茶黃素具有降血糖[3]、降脂減肥[4]、抗炎[5]、抗病毒[6]等功能，是衡量紅茶品質的關鍵指標。國內外已有對茶黃素理化性質、提取分離、生物活性、合成制備和開發應用等方面的報道[7-10]，但都缺乏知識圖譜對茶黃素整體發展狀況、研究進度、熱點與前沿等方面的系統分析總結。CiteSpace是美國德雷塞爾大學陳超美教授基于JAVA開發的一款信息可視化文獻計量軟件，該軟件借助可視化分析生成可視化圖譜，直觀地呈現出各信息之間的關系，從而揭示該領域中關鍵詞的發展情況[11-12]。茶葉領域中有關CiteSpace的文獻報道目前僅有茶葉香氣研究[13]和綠茶研究熱點[14]的分析。根據當前茶黃素的諸多研究文獻及研究熱度，本研究采用文獻計量軟件CiteSpace.5.7.R5W，以CNKI（中國知網）和WOS（Web of Science）數據庫核心集為數據源，構建茶黃素研究的科學知識圖譜，分別從年代、作者、機構、國家、收錄期刊和關鍵詞聚類等方面進行可視化分析，分析茶黃素的研究熱點及發展趨勢，為茶黃素的后續研究工作提供可借鑒的方向指引。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本研究于2021年8月10日采用“theaflavins”或“theaflavin”為主題詞在WOS數據庫中檢索了1964—2021年的相關文獻，并用CiteSpace自帶的除重工具除重后得到738篇文獻。檢索中發現，在WOS數據庫中茶黃素相關文獻最早出現在1997年。以“茶黃素”為主題詞在CNKI數據庫中檢索1964—2021年的相關文獻，采用CiteSpace去除不相關、作者信息不全和網絡首發的文獻，得到388篇文獻。這些中英文文獻相關數據被設置為“核心數據集”。數據處理流程見圖1。

1.2 研究方法

數據處理：運用WOS、CNKI數據庫的分析檢索報告功能統計文獻年發表量；WOS的每條文獻數據以全紀錄與引用參考文獻的純文本格式保存；CNKI的每條文獻數據以refworks導出純文本格式保存，應用CiteSpace.5.7.R5W軟件完成數據格式轉換。

軟件參數設置：WOS數據庫時間分區（Time slicing）為1997—2021年，CNKI數據庫時間分區為1964—2021年，時間切片（Year per slice）均為1年；根據不同目的設置不同的節點類型（Node types）；剪切方式（Pruning）采用Pathfinder和Pruning sliced networks法。

2 結果與分析

2.1 檢索結果

對2021年8月10日前茶黃素的研究文獻檢索后，共獲得1?126篇，其中CNKI收錄388篇（1964—2021年），WOS收錄738篇（1997—2021年）。從文章發表時間軸分析，CNKI于1964年開始收錄茶黃素的研究文獻，WOS則于1997年開始收錄；茶黃素的中英文研究文獻自2006年開始迅速增加，分別在10篇和30篇以上（圖2）。

2.2 可視化分析

2.2.1 發文國家分析

運用CiteSpace軟件生成茶黃素研究的國家合作圖譜（圖3），其中N=60，E=132（N為節點數；E為連線數）。由圖3可知，共有60個國家參與茶黃素的研究，各國茶黃素發文數量和中介中心性統計見表1，中介中心性是指節點在可視化圖譜中發揮作用的大小，節點中介中心性越高，在可視化圖譜中的影響力越大。當節點的中介中心性≥0.1時，該節點可被定義為關鍵節點[13]。茶黃素研究來源多個國家，中國、印度、美國發文量分別為236、123篇和121篇，位居前三。美國、中國、肯尼亞、印度、意大利和英國位居前六且均為關鍵節點，其中介中心性分別為0.70、0.41、0.23、0.21、0.17和0.13。由此可見，中介中心性的高低不僅取決于發文數量，還取決于文獻的影響力，美國茶黃素發文的中介中心性位居世界第一，對茶黃素的研究貢獻最大；中國是茶葉原產地，紅茶為傳統出口創匯商品，對茶黃素的研究貢獻率位居第二。

圖1 茶黃素研究的文獻計量數據處理流程

注：WOS數據庫從1997年開始收錄，CNKI數據庫從1964年開始收錄，2021年文獻未放入發文文獻量統計中

圖3 茶黃素研究的國家合作圖譜

2.2.2作者發文分析

表1 茶黃素研究英文文獻發文量前10的國家

對所選國內388篇中文文獻進行CiteSpace可視化分析（圖4-B）可知，共有556個節點、835條連線、網絡密度為0.005?4。國內核心作者間交集很多，尤其是發文量前五的核心作者劉仲華、黃建安和王坤波組成了一個研究群體，江和源和張建勇組成了一個研究群體。但整體而言，群體之間的交流合作相對較少。按照核心作者的計算公式可知：M≈4.37，即發文量大于4篇的作者為核心作者。核心作者的統計結果表明，茶黃素中文文獻的核心作者共29人，排名前10的核心作者分別為劉仲華、黃建安、江和源、張建勇、王坤波、涂云飛、孔俊豪、屠幼英、程啟坤、崔宏春，對應的發文量依次為34、28、26、19、16、12、11、10、9、8篇。

2.2.3 發文機構分析

由圖5-A可知，英文文獻發表機構的可視化圖譜共364個節點、285條連線、網絡密度為0.004?3，機構內部合作密切，但外向合作甚少。中國農業科學院發文量59篇，其次為印度科學與工業研究理事會、長崎大學、浙江大學和安徽農業大學，分別為33、30、28篇和28篇。由圖5-B可知，中文文獻發表機構的可視化圖譜共332個節點、159條連線、網絡密度為0.002?9。發文數量最多的研究機構為中國農業科學院/中國農業科學院茶葉研究所、湖南農業大學茶學教育部重點實驗室/國家植物功能成分利用工程技術研究中心，是國內茶黃素的主要研究機構；從機構的地理位置分析，研究力量最強是浙江和湖南兩個省份，占總研究的34.7%；研究合作密切的機構通常處于同一高校及研究所中，如中國農業科學院研究生院和中國農業科學院茶葉研究所、湖南農業大學茶學教育部重點實驗室和國家植物功能成分利用工程技術研究中心。

圖4 茶黃素研究的中文、英文文章作者合作圖譜

圖5 茶黃素研究的英文、中文文獻發表機構合作圖譜

2.2.4 期刊分析

表2為WOS和CNKI數據庫中有關茶黃素發文量排名前10的刊物，WOS數據庫中發文最多的期刊是《Food Science Technology》，共300篇；而《茶葉科學》則為CNKI數據庫中發文最多的期刊，有關茶黃素的文獻共有36篇。分析這兩大數據庫收錄茶黃素前10的期刊，有助于研究茶黃素的科研人員明確茶黃素研究的核心、了解茶黃素研究發展趨勢。

2.2.5 關鍵詞聚類

研究熱點通過關鍵詞出現的頻率來體現，關鍵詞是文章主題及內容的提煉，能直接體現文章的核心內容，頻次較高的關鍵詞在一定程度上可以看作是該領域的熱點。本研究通過CiteSpace軟件中的關鍵詞聚類功能，得到CNKI和WOS數據庫中有關茶黃素研究領域的關鍵詞聚類圖譜（圖6）。不同顏色代表不同的聚類，聚類序號越靠前表示該聚類包含的關鍵詞越多，是茶黃素研究領域普遍關注的重點。由圖6可知，WOS數據庫中茶黃素研究的關鍵詞可聚為17類，CNKI數據庫中可聚為20類，包括紅茶（Black tea）、卵巢癌（Ovarian cancer）、炎癥（Inflammation）、阿爾茨海默病（Alzheimers disease）、多酚氧化（Oxidized polyphenol）、高效液相色譜（HPLC）、兒茶素（Tea catechins）、茶黃素類、品質成分、生物活性、制備色譜等，這也表明茶黃素領域研究重點包括茶黃素的抗癌作用、抗炎效果、對疾病預防的效果、茶黃素的制備分離、品質成分等方面。

表2 茶黃素研究英文、中文文章發文量前10的期刊

2.2.6 研究前沿趨勢分析

關鍵詞時區圖和突顯圖是CiteSpace軟件獨特的功能，通過對研究前沿趨勢分析，能夠把握研究變化動態，預測未來研究的發展方向。本研究用CiteSpace軟件將WOS數據庫中有關茶黃素的所有關鍵詞進行分析后，得到關鍵詞時區視圖（圖7-A）。由圖7-A可知，茶黃素研究的英文文獻高頻關鍵詞可分為3個研究階段：第一階段為1997—2000年的研究初始階段，“tannin”作為英文文獻中第一個關鍵詞開始出現，繼而出現“assignment”“tea polyphenol”“catechin”“”等；第二階段為2001—2006年的研究起步階段，關鍵詞主要有“oxidation”“epigallocatechin gallate”“tea”“inhibition”等；第三階段為2007年至今，為茶黃素研究的迅速發展階段，大量英文文獻發表，對茶黃素的研究日益深入，“chemical composition”“oxidative damage”“nitric oxide synthase”“protein kinase”“mice”等突顯關鍵詞增多。由此可以看出茶黃素的研究分別集中在檢測方法、分離制備、藥理功能等研究領域。此外，2007—2013年出現較多的關鍵詞節點，由此可以看出這段時間內茶黃素研究領域出現熱度高、多元化等特點。

以同樣方法對將CNKI數據庫中有關茶黃素的所有關鍵詞進行分析（圖7-B）。國內茶黃素研究可分為如下5個階段：1964—1966年為起始階段，關鍵詞有“兒茶素”“制茶工藝”“紅茶”“冷后渾”等，表明科研人員開始關注茶黃素的前體物質的形成，紅茶冷后渾形成的原因；1967—1978年為停滯階段，此階段文獻數量少，沒有出現新的關鍵詞；1979—1990年，隨著文獻量的增多，“簡單兒茶素”“品質化學”“兒茶素”等大量關鍵詞開始出現，多酚氧化酶和酶促氧化過程的變化開始被關注；1991—2011年，開始研究紅茶三素，“茶黃素”“茶紅素”“茶褐素”的研究得到重視，并進行了“茶黃素分類”；2012年至今，隨著茶學學科的迅猛發展，研究技術和手段不斷創新，研究內容逐漸深入，科研工作者重點茶黃素的“分離”“制備”等方面的研究。

3 討論

本研究通過對1964年以來關于茶黃素的1?126篇文獻進行CiteSpace可視化分析，明確了茶黃素研究的發展趨勢和研究熱點。英文文獻總量多于中文文獻；自2006年以來茶黃素研究進展較快，文獻穩定在10篇以上；茶黃素研究已形成國內外分別以劉仲華和Tanaka為首的引領團隊，前者側重于茶黃素的分離純化[15]、酶促氧化[16]、抗氧化功能[17]的研究；后者側重于茶黃素的酶促氧化合成機理[18]、抗高血糖和降血脂[19]的研究；收錄茶黃素最多的英文期刊是《Food Science Technology》，中文期刊是《茶葉科學》。中國、印度、美國、日本均是茶黃素發文量多于100篇的國家；英文文獻主要側重于抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、干預代謝性疾病等藥理研究，中文文獻側重于茶黃素的分離純化、酶促氧化機理等研究；中國農業科學院、湖南農業大學是國內對茶黃素研究最為深入的科研院校，國外對茶黃素研究最為深入的科研單位為印度科學與工業研究理事會、長崎大學。

圖6 茶黃素研究的英文、中文文獻關鍵詞聚類圖譜

圖7 茶黃素研究的英文、中文文獻中高頻關鍵詞演進圖譜

國際上有關茶黃素的英文文獻已聚焦于茶黃素對代謝性疾病的干預，茶黃素可有效預防和治療多種代謝紊亂，包括糖尿病、肥胖癥和動脈粥樣硬化等代謝性疾病。Li等[20]動物研究結果表明，茶黃素可改善受損的胰島的胰島素分泌，改善糖尿病的不良影響；Ma等[21]綜述表明，茶黃素通過調節腸道微生物的組成，對糖尿病和血脂異常有緩解作用[22]；Cai等[23]通過動物研究表明，茶黃素可抑制肝臟中脂質合成和積累，調節小鼠的糖脂代謝，抑制脂肪細胞功能和支持腸道微生物群[24]，改善肥胖癥；Zeng等[25]通過體內、體外研究表明，茶黃素可降低活性氧和丙二醛的水平，保護血管內皮細胞，改善動脈粥樣硬化的影響；Takashima等[26]研究表明，茶黃素抑制膽汁酸轉運體，降低了血漿中膽固醇水平。這些研究結果表明，茶黃素與當前的治療藥物有相同的作用機理，對干預代謝性疾病有很好的預防調控作用，高含量茶黃素的膳食添加或許可減少藥物帶來的毒性和副作用，但開發成保健品或藥物應用于臨床還存在諸多科學問題需要解決。茶黃素為高聚物，且單體組分較多，分離難度大，難以獲得高純度的茶黃素單體，使得藥理、毒理研究具有不確定性，各單體的具體作用機制也難以明確。茶黃素易氧化聚合，需對茶黃素進行化學修飾，以提高其穩定性及生物利用度。本研究通過檢索2021年8月10日前WOS、CNKI數據庫茶黃素的研究文獻，運用CiteSpace軟件分析發現，茶黃素需要在提取、分離純化、酶促氧化等基礎研究方面加強，闡明其抗菌消炎、抗氧化等藥理作用機制，以及在干預糖尿病、肥胖癥、動脈粥樣硬化等代謝性疾病的作用機理，這是茶黃素研究者未來需努力加強的研究方向。

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Visualization Analysis in Research Status of Theaflavins Based on CiteSpace

ZHOU Yufei1, ZHOU Lin2*, YU Lijun1,3*, XU Shuai1, YANG Yihuan1

1. Key Laboratory of Tea Science of Ministry of Education/National Research Center of Engineering and Technology for Utilization of Functional Ingredients for Botanical, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410145, China; 3. Co-Innovation Center of Education Ministry for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China

Aiming to grasp the progress and hotspots of theaflavin research and objectively reflect the influence of different countries, authors, research institutions and journals in this field, bibliometrics and CiteSpace.5.7.R5W visualization analysis software were used in this study to analyze 725 and 391 Theaflavin/Theaflavins (TF/TFs) literatures collected by Web of Science (WOS) and China National Knowledge Infrastructure (CNKI) from 1964 to 2021. It was found that China, India, the United States and Japan were the countries with the most research on theaflavin. Tanaka of Nagasaki University in Japan had the most researches. The catechin oxidation products related to theaflavins had been reported the most. Liu Zhonghua, Jiang Heyuan and Tu Youying were the leaders of theaflavins research in China.andwere the English and Chinese journals with the highest publication volume of theaflavin. Keyword analysis showed that Chinese literature mainly focused on the preparation and separation of theaflavins and their effects on the quality of black tea. English literature focused on the pharmacological research of theaflavins, and the preparation and pharmacological effects of theaflavins were still the research hotspots in the future.

theaflavins, CiteSpace, research hotspot, Web of Science, CNKI, visualization

S571.1

A

1000-369X(2022)01-131-09

2021-06-18

2021-11-03

國家重點研發計劃（2018YFC1604403）、湖南省科技廳黑茶重點研發項目（2017NK2180）、湖南省大學生創新創業訓練計劃（201910537089）、財政部和農業農村部：國家現代農業產業技術體系（CARS-19）

周宇飛，男，碩士研究生，主要從事茶葉功能成分及藥理研究。*通信作者：36078882@qq.com；yulijun_tea@qq.com

（責任編輯：趙鋒）