國內外食品科學研究現(xiàn)狀及熱點分析

司智陟，王鳳忠，張辛欣

(中國農業(yè)科學院農產品加工研究所,北京 100193)

食品工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)和保障民生的基礎性產業(yè)，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2020年，全國食品工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實現(xiàn)利潤總額同比增7.2%，有專家稱，食品工業(yè)總產值將超過20萬億元。食品工業(yè)的發(fā)展帶動了農業(yè)、輕工業(yè)、流通業(yè)和相關產業(yè)的發(fā)展，在社會經濟中充分發(fā)揮了結構調整、確保食物安全、保民生促發(fā)展的重要作用。近年來，國家先后出臺多個政策促進農產品加工業(yè)的快速發(fā)展。2022年中央一號文件也明確指出，支持農業(yè)大縣聚焦農產品加工業(yè)，引導企業(yè)到產地發(fā)展糧油加工、食品制造?？萍歼M步是食品科學跨越和發(fā)展的直接動力，支持并引導食品產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。研究國內外食品科學研究現(xiàn)狀及熱點前沿，為我國相關學科發(fā)展指明方向，對學科建設補短板克不足,進一步凝練出學科建設方向，探討食品科學研究未來發(fā)展具有重要的借鑒意義。

1 數(shù)據(jù)來源

本文利用SciVal科研管理分析工具[由愛思唯爾(Elsevier)推出的科研管理、學科分析、人才績效分析工具]，對來自Scopus數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行分析、比較，SciVal包含5個分析模塊:Overview(概覽)、Benchmarking(對標分析)、Collaboration(合作)、Trend(趨勢分析和研究)，與基于共被引分析、文獻耦合以及以高被引論文構建本地子集的傳統(tǒng)方式相比，SciVal平臺具有更為細致的學科分類標準和先進的數(shù)據(jù)分析技術，識別出的研究主題精確性和穩(wěn)定性更佳，在對學科未來發(fā)展趨勢預測、多交叉學科評價等方面具有明顯優(yōu)勢。

本文基于該平臺新推出的基于文章級別的學科分類功能(China SCADC Subject Categories)，在研究領域中選擇農業(yè)與生物科學中的二級學科FOOD SCIENCE食品科學。時間范圍選擇2016—2021年，結合五大功能模塊進行食品科學學科分析。通過機器學習算法，利用基于Fast Text算法訓練的文章級別分類器，該算法背后使用的是一個淺層的神經網絡，將研究成果直接映射相應學科而非僅僅通過文獻來源出版物進行簡單歸類，將大大提高速度和保證準確率。

2 結果與分析

2.1 年度發(fā)文量

2016—2021年，食品科學領域全球共有26.02萬篇論文被收錄，其中中國以5.78萬篇位居第一，美國3.56萬篇位居第二，其余為巴西、意大利、西班牙、韓國等國。在全世界所發(fā)的食品科學領域的研究論文中，中國發(fā)表論文篇數(shù)從2016年的5 813篇(占全球比例的16.9%)提高到2021年的1.61萬篇(占全球比例的27.8%)，增長了10個百分點(圖1)。這說明，我國食品科學領域的研究論文在“十三五”期間有了量的飛躍，學科內研究活躍度高。從表1中也可以看出，雖然成果產出量和瀏覽量、被引頻次中國位列第一，但是在領域權重的引用影響力指標(FWCI)方面卻低于美國。說明單篇引用水平沒有美國高，我國在食品科學領域產出還需要更加聚焦世界前沿，提升研究水平。

圖1 2016—2021年中國食品科學科研成果產出數(shù)量

表1 2016—2021年全球食品科學科研成果產出排名情況

2.2 科研機構

作為食品科學研究領域的重要載體，一國的科研機構和高校具有較高的研究水準和雄厚的師資力量。就食品領域科研機構和高校的論文產出量來看，全球排位依次為江南大學、中國農業(yè)科學院、法國國家農業(yè)食品與環(huán)境研究院、中國農業(yè)大學、巴西圣保羅大學、西班牙國家研究委員會、瓦赫寧根大學與研究中心等科研院所和大學，均高于2 000篇。2016—2021年食品科學領域發(fā)文列于前幾位的中國科研機構和高校是江南大學、中國農業(yè)科學院、中國農業(yè)大學、浙江大學和華南理工大學、中科院、西北農林科技大學、南京農業(yè)大學、北京工商大學、江蘇大學等，這些機構代表了中國在食品科學領域的頂尖科研水平(表2)。我國排名前15位的科研機構和高校的引用影響力均高于世界平均水平。

表2 2016—2021年中國食品科學科研機構和大學科研成果產出排名情況

2.3 主要來源期刊

食品科學領域相關產出集中發(fā)表在一些期刊上。根據(jù)SciVal統(tǒng)計，食品科學領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)。進入全球高被引TOP 10%論文的數(shù)量，全球比例由2016年的9.5%上漲到2021年的10.8%。進入全球1%的頂尖期刊數(shù)量由2016年的1.0%上漲到2021年的2.5%。在Q1區(qū)(TOP 25%)全球的發(fā)文量為13.54萬篇，占發(fā)文比例50.7%，其次是Q2區(qū)(TOP 26%～50%)，發(fā)文量為6.41萬篇，占發(fā)文比例的24.0%。食品科學領域74.7%的發(fā)全球文均在Q1和Q2區(qū)，說明總體發(fā)文質量還是比較高的。以Food Chemistry期刊發(fā)文為例，其在2016—2021年的發(fā)文量為1.43萬篇，其中中國發(fā)文5 874篇，位居第一，其次為西班牙、美國、巴西、意大利等。在科研機構和高校排名中，江南大學位列第一(549篇)，其次為中國農科院、中國農大、西班牙高等科研理事會(CSIC)、法國國家農業(yè)食品與環(huán)境研究院(INRAE)等。

表3 2016—2021年全球食品科學領域科研成果來源排名情況

我國科研產出從2018年“破四唯”以來，由追求數(shù)量向重質量轉變，食品科學領域研究在保證高產出的同時更注重文章質量的提升，使得文章的引用情況也有所提高。如圖2顯示，食品科學領域來自中國的科研成果進入全球高被引TOP10%論文的數(shù)量，全球比例由2016年的1 593篇上漲到2021年的2 876篇。進入全球1%的頂尖期刊數(shù)量由2016年的44篇上漲到2021年的168篇，反映出中國在食品科學領域的研究在國際上的影響力逐漸提升，尤其是高水平文章的數(shù)量上漲很快。

圖2 2016—2022年中國食品科學科研成果高被引數(shù)量

2.4 聚焦熱點問題

SciVal系統(tǒng)會給出3個術語來命名每個主題，前2個主題使用EFT生成，一般選擇高頻詞，提供對主題在研究領域或者專業(yè)方向高層次上的描述，第三個主題選擇關于此主題的特殊短語，是對主題在研究問題層次上作更具體的描述。SciVal數(shù)據(jù)庫通過可視化氣泡圖來展示主題情況，根據(jù)圖3顯示，食品科學領域全球熱點包括53個主體簇、2 919個主題，主題基于直接引用分析算法對該領域的產出進行聚類分析。同樣，主題簇將相近的主題也進行了聚類，主題簇比主題層級更高更廣。全球熱點氣泡的大小表示該領域產出數(shù)量，氣泡的位置表示該領域產出的主題歸屬的領域，越靠近中心，說明該主題具有跨學科性質。根據(jù)產出數(shù)量歸類，食品科學熱點主題主要有：大米淀粉、粘性屬性；腸道菌群、生態(tài)失調；食用菌、食品活性包裝、斷裂伸長率；淀粉乳桿菌、動物雙歧桿菌、益生菌劑；薄層干燥、高溫空氣、太陽能干燥器；蛋白酶解物、枯草桿菌蛋白酶、發(fā)泡能力；噴霧干燥、麥芽糊精、藥物制劑等。

圖3 2016—2021年世界食品科學領域熱點主題(產出排行前100個主題)和主題簇

為了更好地了解全球食品科學領域的研究熱點和發(fā)展趨勢，本文還結合了ESI基本科學指標數(shù)據(jù)庫2016—2021年的數(shù)據(jù)進行分析，通過對農業(yè)科學領域高被引論文主題詞的檢索，清洗與食品科學領域無關的數(shù)據(jù)后，得出全球食品科學領域熱點詞主要有：石墨烯/納米等新型材料、益生菌乳酸菌開發(fā)、多功能食品包裝、3D食品打印、食品安全檢測技術/安全評價、新型抗氧化劑、替代蛋白、即食肉制品，動物脂肪替代品、天然抗氧化劑、天然食用色素等(表4)。

表4 2016—2021年全球食品科學領域科研成果熱點詞

2.5 國內外合作

根據(jù)相關學者研究可知，作者的合作程度與科研產出的學術影響力之間存在顯著的正相關關系。我們將成果產出模式按照是否有合作分為四種類型：國際合作、國內合作、機構內合作、不合作。可以看出，根據(jù)表5，國際國內合作成果其篇幅引用和引用影響力顯著高于其他合作方式和不合作方式?？v觀五年來，全球食品科學領域科研成果合作情況，國際合作占比22.6%，國內合作占比37.6%，機構內合作32.6%，不合作比例最少(7.2%)。中國在食品科學領域科研成果國際合作占比21.9%，略低于全球平均水平，但國際合作篇幅引用水平高于全球，說明國際合作文章影響力較高。國內合作比例顯著高于全球水平，單一作者比例只有2.3%。說明中國在食品科學領域科研成果綜合合作情況較好，尤其是國內合作近年來較多。

表5 2016—2021年全球食品科學領域科研成果合作情況

3 結論與建議

3.1 瞄準世界學科前沿，聯(lián)合攻關重大任務

從全球視角審視中國食品科學研究的發(fā)展現(xiàn)狀及差距，確定在國際競爭格局中的地位。實時跟蹤全球食品科學領域及子領域的熱點和趨勢，從研究熱詞、關鍵詞和前沿主題、主題簇來看，食品科學研究熱點主要集中在替代動物產品、新材料利用、食品安全檢測、大健康食品、3D定制等。學科發(fā)展要面向國家重大需求、重大任務、世界前沿性、交叉性科研，注重加強與國內外食品學科知名院校、科研機構、團隊及專家的深入合作，尤其是國際領先機構的戰(zhàn)略合作，以進一步提升科研水平和學術影響力。

3.2 全國布局學科建設，從跟跑、并跑到領跑

對標國際學科前沿，根據(jù)我國食品科學研究現(xiàn)狀，“十四五”期間，布局一批世界領跑學科方向：食品安全檢測技術/安全評價、以營養(yǎng)健康為導向的新產品、新材料研發(fā)、食品保鮮與包裝、替代蛋白、個性化食品；服務經濟主戰(zhàn)場，以需求為導向布局一批國內一流學科方向：農產品品質評價與控制、生鮮農產品冷鏈物流技術裝備、中式食品研發(fā)等；積極促進學科交叉融合，培育一批學科新增長點：農產品智能與生物制造、農產品副產物綜合利用等。

3.3 面向現(xiàn)代農業(yè)建設主戰(zhàn)場，培養(yǎng)核心競爭力

食品科學作為一門新興學科，與行業(yè)緊密相關，但與傳統(tǒng)優(yōu)勢學科相比，核心競爭力偏弱。目前不論是國家重點研發(fā)計劃專項還是國家自然基金委的自由探索項目，都無獨立的專項和學部對口，立項的難度較傳統(tǒng)優(yōu)勢學科大，這對學科領域科學研究的原創(chuàng)性、系統(tǒng)性、引領性提出了更高的要求。此外，農產品質量安全與加工學科也是一門交叉學科，與環(huán)境科學、生物學、植保等傳統(tǒng)優(yōu)勢學科存在交叉，要面向現(xiàn)代農業(yè)建設主戰(zhàn)場，加強不同學科領域間的協(xié)同創(chuàng)新，培養(yǎng)核心競爭力，進一步促進交叉、新興、前沿學科發(fā)展。

3.4 對標知名機構和團隊，重視人才引進和培養(yǎng)

堅持“互利共贏”原則，進一步深化與國內外本領域知名研究機構合作。積極推動研究成果走向世界，參與國際競爭，提升影響力與話語權。“十四五”期間，通過柔性人才引進、自主培養(yǎng)等途徑實現(xiàn)急需的高端科技人才的集聚，打造出一批專業(yè)、年齡、職稱、學位搭配合理，具有科技創(chuàng)新引領、政府支撐有力、行業(yè)服務高效、具有國際競爭力的食品學科創(chuàng)新團隊。