近20年國際咖啡產業研究進展與發展趨勢

Progress and Development Trends in International Coffee Industry over Last Two Decades

（' Quality and Safety Control for Fruits/Key Laboratory of Quality and Safety Control for Fruit and Vegetable， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Nanning， 530oo1， China）

Abstract： 【Objective】 Coffee is one of the world's three major beverage crops， supporting a substantial and expansive global industry. This study was conducted to comprehensively understand the evolutionary trends， current status， and key issues in the realm of coffee industry worldwide. 【Method】 Bibliometric review and data mining techniques were employed to find the literature related to the coffee industry published between January 2005 and July 2024 through the Web of Science core collction database. The obtained results were then visualized and analyzed using CiteSpace software.【Result】 This study found that the annual number of publications in international cofee industry field has been steadily increasing.In detail， from 2005 to 2014，the number of publications in the coffee industry field increased from 18 to 37，reflecting an average annual growth rate of 8.34% ； from 2015 to 2023， the number of publications surged from 65 to 222， with an average annual growth rate of 16.60% ； especially， from January to July 2024， the number of publications already reached 113.The Federal University of Lavras，the University of Campinas， and the University of Sao Paulo ranked the top three institutions in terms of number of publications.These institutions have established several stable research teams， significantly contributing to the research field of coffee industry. hotspots have evolved through three distinct stages.Before 2015，the research primarily focused on optimizing coffee cultivars， green production practices， and trade. From 2016 to 2019， the emphasis shifted towards optimizing primary processing techniques， product development， and finding flavor compounds. Since 2020， more research has increasingly concentrated on exploring functional substances in coffee and utilizing the processing waste.【Conclusion】 The annual number of publications in international coffee industry field has a tend of steadily increasing in recent 20 years with continuously enlarging research areas and deepening research contents. The present research hotspots include coffee deep processing technology and product development， studying biologically active substances， and utilization of coffee by-products such as grounds and waste resources to extend the coffee industry chain， add value to the industry， and promote the highquality development of coffee industry.

Keywords： Coffee industry； bibliometrics； CiteSpace； knowledge graph

0 引言

【研究意義】咖啡為茜草科（Rubiaceae）咖啡屬（Coffea）植物，原產于非洲東北部國家埃塞俄比亞的高原地區，目前生產區域在赤道南北回歸線之間，是世界三大飲料作物之一，具有極高的經濟價值，也是我國熱帶地區的主要經濟作物之一。系統梳理咖啡產業的研究脈絡和發展趨勢對產業發展意義重大（AYELEetal.，2021）。【前人研究進展】2022年，世界咖啡收獲面積1220.57萬 ，消費量達到1002.24萬t，產業規模巨大（高聶葉子等，2023；WRIGHTetal.，2024）。近20年以來，國際咖啡產業發展研究成果豐富，研究熱點層出不窮（LEEetal.，2023；PRASADet al.，2023；SALOJARVI et al.，2024；ZHAO et al.，2024）。【本研究切入點】CiteSpace是一款定量分析研究文獻信息的軟件，可以幫助學者迅速了解某一領域的研究熱點和研究前沿，從而激發新的研究思路（陳悅等，2015；WANGetal.，2023）。目前利用該軟件分析咖啡研究相關文獻、探究咖啡研究進展的報道較少。【擬解決的關鍵問題】為明確近年來國際咖啡產業領域的研究熱點和研究前沿，本研究根據WebofScience（WOS）核心數據庫信息，利用CiteSpace的共引分析理論（Co-citation）和循經網絡算法（PathFind）對該領域內文獻發表數量、作者合作網絡、國際和研究機構合作網絡、高頻關鍵詞等進行計量學分析，從客觀視角呈現咖啡產業領域發展進程和知識結構模塊圖像，以期為咖啡產業領域的科研學者提供參考。

1材料與方法

1.1 數據來源

本文以科睿唯安WOS核心合集數據庫為檢索基礎，以“coffeeindustry”為關鍵詞或主題進行搜索，文獻類型選擇“Article”，語言僅限英語，檢索時間范圍為2005年1月一2024年7月，檢索時間為2024年7月23日，經篩選排除無關文獻后得到有效文獻1640篇。

1.2 研究方法

本研究以數量統計為基礎，通過文獻計量學分析方法，利用WOS數據庫的分析檢索功能，對所得的1640篇文獻的出版年份、作者、發文機構、發文國家、關鍵詞等指標進行分析處理，利用CiteSpace6.3.R1可視化軟件，以“作者（Au-thor）、機構（Institution）、國家（Country）、關鍵詞（Keyword）”等為節點類型，分析其共現圖、聚類圖以及數據，探究咖啡產業領域研究的發展方向和趨勢（AZRAetal.，2023）。

2 結果與分析

2.1咖啡產業領域總體發文情況分析

由圖1可見，咖啡產業領域發文數量呈逐年上升趨勢。根據發文量變化，可將該領域研究態勢分為2個階段：2005一2014年，咖啡產業領域發文數量從18篇增長至37篇，年均增長率為8.34% ，共發文276篇，占總發文量的 16.83% ，為緩慢波動階段；2015—2023年，發文數量從65篇增長至222篇，年均增長率為 16.60% ，共發文1231篇，占總發文量的 75.06% ，為快速增長階段。2024年1—7月發文量已達113篇，有望創造新高。

2.2 合作關系分析

2.2.1作者間合作關系分析

發文數量在一定程度上可以反映作者在某一領域的科研成就，發表的文章越多，在該領域影響力越大（高俊寬，2005）。將CiteSpace軟件Timelicing時間段設置時間跨度為2005年1月一2024年7月，時間切片設置為1年，節點類型選擇作者（Author），構建發文作者合作網絡圖譜（圖2）。圖中節點的大小表示該作者發文量的多少，節點間的連線表示各作者的合作強度。圖2中節點數量 N=277 ，連線數量 ，網絡密度Densi-1 ，表明國際上咖啡產業領域研究學者合作較為分散。

根據賴普斯定律（張敏和沈雪樂，2014），核心作者是指發文量在 以上的作者，其中， 代表最高發文作者的發文數量，本文中最高發文數量 ，可得 ，取整數M=3 ，則發文量在3篇以上的第一作者可以納入核心作者，統計可得2005一2024年核心作者共計131位，共發文472篇，占總發文量的 28.78% 0根據普萊斯定理（洪帥等，2023），核心作者發文量要占該領域發文總量的 50% ，才能表示該領域形成了穩定的核心研究群。當前，咖啡產業領域核心作者發文量僅占 28.78% ，遠低于 50% ，可見全世界咖啡產業領域的研究較為分散，原因可能是咖啡產業領域涉及面較廣，包含咖啡種植、加工、銷售、廢棄物資源化利用等多個方面，因此難以形成較為集中的研究群。

分析咖啡產業領域核心作者發現，排名前10的作者總發文70篇，占核心作者發文總數的14.83% 。發文數量最多的是印度中央食品技術研究所的PushpaSMurthy（14 篇），其中“Re-covery of phenolic antioxidants and functional com-pounds from coffee industry by-products”被引頻次最高，為207次；排名第2的是巴西里約熱內盧聯邦大學的AdrianaFarah（8篇），其中“Volatilecompounds as potential defective coffee beans mark-ers”被引頻次為105次；排名第3的是葡萄牙波爾圖大學的MBeatrizPPOliveira（7篇），其中\"Hardy kiwifruit leaves （Actinidia arguta）：an ex-traordinary source of value - added compounds forfoodindustry”被引頻次為69次。見表1。

2.2.2機構間合作關系分析

研究機構網絡圖譜可以反映機構的研究狀態和成果貢獻。圖3中的數據僅分析第一作者機構的情況，圖中節點數量 N=294 ，連線數量 1=238 ，網絡密度Density =0.0055 。2005年至今，咖啡產業領域共出現294家研究機構，且高校是研究咖啡產業的主體，其次為研究院所、社會團體等。發文數量前5名的機構分別是拉夫拉斯聯邦大學（38篇）、坎皮納斯州立大學（29篇）、圣保羅大學（28篇）、西班牙高等科研理事會（25篇）、加州大學（25篇）（表2）。中心度數排名前5的分別是南昆士蘭大學（0.31）、西班牙高等科研理事會（0.28）、夏威夷大學（0.27）、蒙彼利埃大學（0.26）、中國科學院（0.19）。結果呈現出節點密集、聯系較稀疏的特點，其中形成了幾個穩定的合作單位，如以拉夫拉斯聯邦大學、圣保羅大學和巴西農業研究所等為中心的研究合作網絡。分析發現，大部分研究機構合作連線單一，半數以上機構沒有合作連線。

2.2.3 國家間合作關系分析

圖4分析2005一2024年咖啡產業領域文章作者所屬國家合作情況發現，文章來自107個不同的國家，合作線552條，密度為0.0973，可見國家間合作緊密。發文數量前5名分別是巴西（242篇）、美國（210篇）、中國（不含臺灣地區發表的文獻，119篇）、意大利（112篇）、英國（87篇）。中心度數排名前5的分別是美國（0.31）、英國（0.20）、澳大利亞（0.17）、法國（0.16）、德國（0.15）。

2.3演化趨勢與熱點分析

2.3.1關鍵詞共線分析

關鍵詞是針對研究領域主要內容的高度概括，其頻次和中心性的研究可以了解某一領域的研究主題和方向。使用CiteSpace軟件對所獲得的1640篇文獻樣本進行關鍵詞分析（圖5），發現共有294個不同的關鍵詞，合作線1544條，密度為0.0358。除了“咖啡”“產業”這2個主題關鍵詞外，頻次排名前5的分別是咖啡渣（頻次 、品質（頻次 =99 ）、抗氧化活性（頻次 =89 、酚類化合物（頻次 、咖啡因（頻次 =75 ；中心性排名前5的分別是咖啡渣（0.09）、抗氧化活性（0.09）、品質（0.08）、功效（0.07）、酚類化合物和咖啡因（0.06）（表3）。

Fig.5 Co-occurrence diagram of keywords in literature related to coffee industry from 2005 to 2024

2.3.2研究熱點主題分析

為進一步挖掘關鍵詞背后的科學意義，保持其他參數設置不變，利用CiteSpace軟件中的聚類（Findclusters）功能對關鍵詞展開進一步的分析，通過對數似然比算法（Loglikelihoodratio）進行聚類，得到2005—2024年咖啡領域主要關鍵詞聚類圖譜 （圖6）。

模板值（ModularityQ， 值）可以用來衡量聚類網絡的穩定性，一般認為 值 gt;0.3 表示聚類效果顯著；加權平均輪廓值（Weightedmean sil-houette， s 值）可以用來表示聚類內部結點的相似度， s 值一般在 間取值，且臨界值為0.5， s 值越大，則表示聚類內部相似度越高，聚類越合理（HEetal.，2022）。圖6左上角信息顯示，該圖譜的 Q=0.3849 ， ，表明2005—2024年咖啡產業領域關鍵詞聚類效果較好，具有良好的參考性。

咖啡產業領域高頻關鍵詞主要集中在7個聚類（表4），包括“#0品牌忠誠度”包含64個節點，主要聚焦于咖啡連鎖品牌（如瑞幸、星巴克等）和精品咖啡莊園發展的關鍵影響因素；“#1阿拉比卡咖啡”包含52個節點，主要聚焦于小粒咖啡的栽培種植、機械化采摘、采后加工、加工工藝和風味等研究；“#2抗氧化活性”包含46個節點，聚焦于不同咖啡品種、不同咖啡材料（如果殼、果肉提取物、咖啡渣等）、不同萃取方式咖啡的抗氧化活性等研究；“#3咖啡渣”包含39個節點，主要聚焦于廢棄物、殘留物再利用等研究；“#4吸附”包含36個節點，主要聚焦于咖啡渣、咖啡殼及其制品對重金屬離子等的吸附作用等研究；“#5氣候變化”包含19個節點，主要聚焦于氣候對咖啡中霉菌毒素的影響、對咖啡生長適應性研究和對咖啡供應鏈穩定的影響等研究；“#6黑曲霉”包含11個節點，主要聚焦在咖啡豆中黑曲霉菌及其代謝產物含量和影響檢測、拮抗菌篩選等研究。

Fig.6Clustering diagram of keywords in literature related to coffee industry from 2005 to 2024

2.3.3 研究趨勢分析

一段時間內某些關鍵詞使用頻率急劇增加的現象被稱為關鍵詞突現，對其進行分析可以在一定程度上揭示某研究領域的熱點和發展趨勢。保持其他參數不變，利用CiteSpace以2005年1月至2024年7月作為探測時間段，得到突變強度前20的突現關鍵詞（表5）。

由表5可知，Keywords為關鍵詞，Year 為年份，Strength為突變強度，Begin為突變的開始時間，End為突變的結束時間，表中紅色線條表示該關鍵詞突變的時間區間。由表5可知，可將咖啡產業領域發展劃分為以下3個階段：

第一階段：2015年之前，突現關鍵詞有咖啡、公平貿易、標準、綠色、殘留物等，研究方向主要集中在品種優化、貿易銷售、綠色生產等早期階段；第二階段：2016一2019年，突現關鍵詞有優化、產業、降解、按產品劃分行業、管理、風味、化學成分等，研究方向主要集中在咖啡種植管理、初加工工藝優化、產品開發及風味物質研究等；第三階段：2020年以來突現出品牌忠誠度、抗氧化能力、能源、咖啡副產品、回收、厭氧消化等關鍵詞，研究方向主要集中在咖啡生物活性物質研究、加工廢棄物利用等。

3 討論

本文應用Citespace軟件對近20年國際上關于咖啡產業領域的研究文獻進行了可視化分析，所得結果表明：

從總的年度發文數量看，近20年來呈上升趨勢；從作者發文量看，發文數量最多的作者為印度中央食品技術研究所的PushpaSMurthy；從發文機構看，巴西作為世界最大的咖啡主產國（VOLSIetal.，2019），其在咖啡產業領域研究的發文數量也最多，巴西拉夫拉斯聯邦大學也是發文數量最多的機構。總體來看，咖啡產業領域已形成園藝學（MATOSINHOSetal.，2022）、加工業（LI etal.，2023）、農業經濟（SPORCHIAet al.，2023）、食品科學（BEVILACQUAetal.，2023）、醫學（CARTERetal.，2022）等多領域、多學科的發展勢態。

2005一2024年咖啡產業領域研究的廣度和深度都在不斷發展，可分為3個較明顯的階段。第一階段研究方向主要集中在咖啡種植品種優化（BREITLERetal.，2022）、綠色生產（INFANTE，2018）及銷售貿易；第二階段研究方向主要集中在咖啡初加工工藝優化（AYELEetal.，2021）、產品開發及風味物質（FEBRUADIetal.，2021）研究等；第三階段研究方向主要集中在咖啡功能物質研究（DINGetal.，2023）、加工廢棄物利用（FRANCAandOLIVEIRA，2022）等高附加值領域。

當前國際咖啡產業領域的研究熱點集中在咖啡精深加工工藝（FARAGetal.，2022）及產品研發、生物活性物質研究和咖啡渣等副產品、廢棄物利用（LEEetal.，2023），通過這些研究來延長咖啡產業鏈，提升產業附加值。

咖啡產業領域的研究對于咖啡新品種培育、綠色高效栽培技術研發與應用、加工工藝優化、廢棄物資源化利用等具有重要意義，能夠為延長咖啡產業鏈，提升產業附加值，進而提高產業經濟價值提供科學依據。現階段國際上的咖啡研究雖取得了一定成績，但仍有進一步提升的空間，尤其是在咖啡特優新品種培育、咖啡豆精深加工、咖啡因、綠原酸等應用技術拓展及功能性開發、咖啡廢棄物資源化利用等方面。本研究的文獻分析表明，中國雖然在咖啡產業領域發文數量居世界第三，但研究深度和廣度方面有待進一步提高。

對于強化咖啡產業領域的研究，本文作者認為：

（1）進一步加強研究機構間的科研合作，如建立跨機構跨國家（地區）的科研團隊、合作實驗室等，構建信息共享、平臺共建、資源互補機制，充分利用各方資源優勢，促進科研成果的轉化和應用。

（2）進一步加強基礎研究，加快新品種培育進度。咖啡產品質量及豐產性與栽培環境條件特別是海拔高度及管理水平高度相關，針對不同地域環境條件，應加大特色優質咖啡新品種培育。通過開展咖啡種質資源鑒定與評價、針對不同咖啡品種生長適應性、產量、風味、品質等開展特色優質咖啡新品種研究，同時加強配套綠色栽培技術研發，推動咖啡品種的改良和優化。

（3）注重咖啡加工工藝研發與技術升級。咖啡加工所采用的工藝類型取決于生產區域、農場基礎設施、氣候條件、土壤以及種植品種，加工方法會影響咖啡果實中的內源性代謝因子、發酵條件、微生物活性等外源性因素，從而引起咖啡風味化合物種類和含量的變化（LIUetal.，2021；FEBRIANTOandZHU，2023）。為提高產品質量，需注重咖啡加工工藝的研發與提升，加強科技創新，推進咖啡加工選代升級，提升產品附加值。

（4）加強咖啡廢棄物資源化利用研究力度。咖啡鮮果半濕法加工，每噸鮮果平均耗水1.5t左右；全濕法加工，每噸鮮果平均耗水7t左右。大部分加工廢水pH值、化學需氧量（COD）、氨氮含量、懸浮物（SS）、總磷、色度等指標不符合相關國家污水排放標準（CHENetal.，2022）。同時，咖啡加工會產生大量果皮、果膠、豆殼等廢棄物（LEEetal.，2023），需妥善處理，否則將造成嚴重環境污染和資源浪費。因此，要加強基礎性研究，推動咖啡加工廢棄物（包括果皮、果膠、豆殼和廢水等）飼料化、肥料化、燃料化等多途徑利用發展，充分發揮應有價值，避免造成環境污染，推動咖啡產業高質量發展。

本研究僅通過WebofScience核心合集數據庫，以“coffeeindustry”為題目或主題進行搜索，所得的結果具有局限性，尤其是對于中國學者，可能大部分研究成果在中文刊物或非SCI收錄刊物發表，在WebofScience數據庫中無法反映。如果選用SCOPUS數據庫，結合知網、百度（百度學術）等中文數據庫搜索，所得結果可能不同，這有待進一步探索。因此，本文反映的是較高水平的研究成果和發展趨勢，對相關研究人員有參考價值。

4結論

利用WebofScience核心合集數據庫檢索分析表明，近20年來國際上對咖啡產業研究的年度發文量呈穩步增長態勢，研究的廣度和深度都在不斷發展，形成了3個較明顯的階段。當前的研究熱點是通過咖啡精深加工工藝及產品研發、生物活性物質研究和咖啡廢棄物利用等來延長咖啡產業鏈，提升產業附加值，推動咖啡產業高質量發展。

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（責任編輯李菊馨）