Research Status and Development Trend of Vegetable Oil Gel Based on Big Data Visualization
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摘要: 为了解植物油凝胶国内外研究现状及发展趋势，分析植物油凝胶研究热点及未来发展方向，以2003-2021年CNKI（China National Knowledge Infrastructure）和2003-2021年WOS（Web of Science）核心合集数据库收录的植物油凝胶相关文献为数据，采用科学知识图谱工具CiteSpace进行大数据归纳统计分析。对中外文数据库文献数量、关键词（时区、共现、聚类）、作者共现、发文机构、发文国家进行可视化图谱分析。结果表明，在所统计的年限范围内，中外文植物油凝胶研究的文章数量总体呈上升趋势，统计数据库文献数量共计1387篇，其中中文396篇，外文991篇；中外文核心作者共计135人，中外文分别以马传国和Marangoni A为主要核心作者。结合文献时间轴知识图谱，得出国内外研究主要以新型油脂凝胶因子（凝胶剂）、油凝胶结构分析、多相油凝胶混合系统、油凝胶消化率为研究热点，推测植物油凝胶未来发展方向为新功能的挖掘以及在应用领域上的拓展。Abstract: In order to understand the research status and development trend of vegetable oil gel at home and abroad, and analyze the research hotspots and future development directions of vegetable oil gel, the literature related to vegetable oil gel included in CNKI (China National Knowledge Infrastructure) from 2003-2021 and WOS (Web of Science) core collection database from 2003-2021 were taken as data. CiteSpace, a scientific knowledge mapping tool, was used for big data induction and statistical analysis. The visual mapping analysis was carried out by comparing the number of literature in Chinese and foreign language databases, keywords (time zone, co-occurrence, clustering), co-occurrence of authors, issuing agencies, and issuing countries. The results showed that the number of literature on vegetable oil gel research at home and abroad was generally on the rise within the years of statistics, and the total number of literature in the statistical database was 1387, including 396 in Chinese and 991 in foreign languages. There were 135 core authors at home and abroad, with Chuanguo Ma and Marangoni A as the main core authors in Chinese and foreign languages respectively. Based on the knowledge mapping timeline of domestic and foreign literature, it was concluded that the research hotspots at home and abroad were the new oil gel factor (gel agent), oil gel structure analysis, multiphase oil gel mixing system, and oil gel digestibility. It is presumed that the future development direction of vegetable oil gel is the excavation of new functions and the expansion of application fields.
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Keywords:
- vegetable oil gel /
- visual analysis /
- CiteSpace /
- research status /
- development trend
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油脂是油和脂肪的统称，从物理角度可分为液态的植物油[1]和固态的动物脂[2]，动物油脂含饱和脂肪酸较多，过量食用饱和脂肪酸会使人体的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇升高[3]，引起高脂血症[4]和肥胖[5]等慢性疾病。植物性油脂富含多不饱和脂肪酸，对人体有较多益处，例如大豆油含有多不饱和脂肪酸、磷脂、生育酚、植物甾醇和活性蛋白等功能性成分[6]；菜籽油中含有多种微量活性物质，如植物甾醇等营养物质，具有增强免疫力、延缓衰老、降低心血管疾病等方面的功效[7]；沙棘油对心血管疾病具有积极影响等[1]。但食用植物油在加工和储存中易氧化酸败导致营养破环、货架期短，甚至产生有毒有害的物质[8]，因此，提高植物油稳定性的研究一直是油脂研究的热点领域之一。
植物油凝胶是一种热可逆的黏弹性液体状或固体状的脂类混合物[9]，是一种有机凝胶[10]，它是植物油与少量的小分子（例如天然蜡、合成蜡等）有机凝胶因子组成[11]。这些有机凝胶因子可以通过自组装[12]或者结晶[13]的方式捕集液体油形成多种形态（如带状、纤维状）的结构，继而形成三维网络结构，阻止了亲脂性液体的流动[14]，使植物油整个体系凝胶化，不易发生油脂迁移[15]，对于延长货架期、抗氧化、荷载营养素等提供了有利条件[16]。植物油凝胶作为固体脂肪的有效替代品[17]，在食品营养开发方面具有广阔的发展前景，利用可食性凝胶剂如天然蜡[18]、高分子聚合物[19]、多糖或蛋白[20]结合液态植物油制备油凝胶替代传统塑性脂肪的方法受到极大关注[21]。
近年来，相关研究学者在植物油凝胶领域取得了显著进步，特别是在探索凝胶因子复配[22]、新型多相凝胶因子复配[23]和荷载生物活性物质如胡萝卜素[24]、姜黄素[25]、原花青素[26]、番茄红素[27]等应用上。植物油凝胶研究相关文章的发文量逐年增加，需要注意的是目前多数研究工作针对于不同凝胶剂对油脂作用的影响、荷载活性物质生物有效性、凝胶剂对于过油产品色香味影响尚在宏观研究方面，还有待进一步探索。健康化、高端化、信息化与植物油凝胶技术相结合是当今时代发展的必然趋势，随着健康意识的普及，满足消费者对油脂风味需求的同时增加健康概念是植物油凝胶化的主题。因此，本研究运用科学知识图谱工具对国内外植物油凝胶研究领域的年代分布、作者分布、机构共线、国家分布、研究热点、演进趋势等进行量化对比分析，全面了解目前植物油凝胶的研究热点，就三维度聚合讨论分析：油脂凝胶构成影响探讨、实践研究分析、三维可视化热点总结及展望，不仅有助于国内食品工业直观了解油脂凝胶的附加值和竞争力，而且能为相关行业深入拓展植物油凝胶的研究方向提供侧重点，同时也为植物油凝胶相关领域研究学者提供参考。
1. 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
数据来源于CNKI数据库和WOS核心合集数据库，数据采集于2003年1月1日~2021年12月31日，检索策略如表1。将从CNKI和WOS核心合集数据库中检索得到的文献，分别以“Refworks”格式导出，检索结果显示中外文植物油凝胶现状，排除会议征稿、学术成果介绍以及无作者文献等检索结果，排除重复发表的文献，最终筛选得到有效中文文献396篇，英文文献991篇。
表 1 中外文献检索策略Table 1. Search strategies for domestic and foreign literature文献来源 文献类型 检索策略 时间跨度 文献数量
（篇）总计数量
（篇）排除后
（篇）CNKI 论文 主题：“植物油凝胶”、“植物油凝胶化”或“凝胶油” 2003年1月1日~
2021年12月31日362 413 396 综述 34 WOS article 主题：“vegetable oil gel” 、 “vegetable oil gelation” or “oleogel” 2003年1月1日~
2021年12月31日889 1217 991 review 120 注：中外文数据采集于CNKI网址为：中国知网https://www.cnki.net/；
WOS网址为：https://www.webofscience.com/wos/woscc/basic-search。1.2 研究方法及数据处理
本研究采用的知识图谱工具是基于Java平台开发的CiteSpace（版本号：6.1.R2，开放型），是一种以知识域为对象的图形，运用文献计量软件来挖掘文献中的关键词、作者等信息，并绘制可视化图谱的软件，它广泛地应用于各学科的研究热点和演进路径的量化分析。在知识图谱中，Density（网络密度）表示节点之间的联系强度；节点（字体）大小表示作者/机构/关键词的频次差异，节点（字体）越大，出现频次就越高；节点的圆圈层代表年轮，年轮宽度可以指代中心性的大小，中心性越大对其他节点的影响越强，中介作用也越强；节点（字体）的颜色从淡白色到红色的变化代表研究的时间由远及近；节点连线表示合作频次，连线越粗合作越强[28]。
将筛选后的文献以“download_**.txt”命名后导入CiteSpace6.1.R2进行格式转化、分析。通过Office 2019 对导出数据进行整理，采用Origin 2018导出数据进行绘图。
2. 结果与分析
2.1 发文量分析
学术领域中文章发表数量是衡量一个研究领域发展态势的重要指标[29]。植物油凝胶相关研究文献在CNKI数据库和WOS核心合集数据库中的发文量随年份的变化情况如图1所示，植物油凝胶研究领域发文量总体呈上升趋势。
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图 1 CNKI和WOS核心合集中植物油凝胶发文量Figure 1. Number of vegetable oil gels published in CNKI and WOS core collections2.1.1 CNKI发文量趋势结合关键词分析
通过文章发表数量结合图2 CNKI植物油凝胶关键词时区图可将中文植物油凝胶的发展细分为三个时期：平缓期、形成期、增长期。植物油凝胶研究平缓期为2003~2008年，发文量逐年增加，年均发文量达到4余篇，这段时间内关于植物油凝胶的研究方向比较广泛，如分析植物油结晶特性，荷载物质等功能活性[30-31]，但各个方向都未深入研究。形成期为2009~2014年，年均发文量达到14余篇。发文量明显上升，这段时间研究主要集中于凝胶结构及特性的分析[32]，包括凝胶因子、乳化性、凝胶硬度等深入研究。研究的增长期为2015~2021年，年均发文量达到40余篇，总发文量为283篇，占总发文量的71.46%。该时期研究学者多集中在油脂凝胶理化影响因素以及凝胶剂的[33-34]性能效果，较前8年发文量有明显上升趋势，主要原因是关于植物油凝胶的功能研究已经比较成熟，但是相关结构特征、复合凝胶形成机制、荷载活性物质、贮藏条件等还有待进一步揭示。
2.1.2 WOS发文量趋势结合关键词分析
外文植物油凝胶研究起步较中文早且研究领域拓展范围广， 由图3WOS植物油凝胶关键词时区图结合文章发表数量可细分为：平缓期、增长期、发展期。平缓期为2003~2010年，年均发文量达到19余篇，这段时间研究内容主要集中在植物油凝胶形成机制及影响因素，借助凝胶剂所形成的结晶、包埋及网状结构固化植物油脂[35]，油脂结构[36]、双键含量[37]和多元醇[38]对凝胶网络的影响。增长期为2011~2016年，年均发文量达到46余篇，发文量显著上升，这段时间内关于植物油凝胶的研究方向比较广泛，该时期研究学者多集中在植物油凝胶改性影响因素如凝胶方式[39]、酶催化酯交换[40]、有机凝胶化[41]、凝胶因子[42]对不同植物油[43]的反应特征对植物油凝胶性能效果进行优化。
2017~2021年为WOS植物油凝胶研究的发展期，此时期下植物油凝胶研究的快速增长，共发文578篇，占总发文量的58%。该时期的外文研究者对植物油凝胶的拓展应用开展了较多的探索，主要集中在肉制品中改善脂肪酸组成[44]、热处理对凝胶因子及活性物质负载率的影响[45]、植物油含量与凝胶乳液[46]协同改善健康肉制品。
2.1.3 国内外不同植物油凝胶化研究分析
通过关键词不同植物油基凝胶出现频率由计量分析计算国内外不同种类植物油凝胶化现状，如表2所示，国内研究较多的植物油基为大豆油、花生油、芝麻油，国外为大豆油、蓖麻油、棕榈油。国内外都以植物油基为主要研究对象，且由表可以看出大豆油种植面积多产量高、需求多作为植物油凝胶研究的主要油相；其他小油种由于其不饱和度较高，抗氧化稳定性差，使其成为结构化油脂凝胶，可在工业、农业、医疗等行业延长使用期限，保持生物活性。
表 2 国内外不同种类植物油凝胶化情况Table 2. Gelation of different vegetable oils at home and abroad排名 国内植物油 研究频率 占总文献数量的百分比（%） 种植面积 国外植物油 研究频率 占总文献数量的百分比（%） 种植面积 1 大豆油 29 7.32 8400千公顷 Soybean oil 183 18.46 1.27亿公顷 2 花生油 15 3.78 4633千公顷 Castor oil 121 12.20 300万公顷 3 芝麻油 14 3.53 283千公顷 Palm oil 117 11.80 1380万公顷 注：相关榨油作物种植面积数据采集于百度百科，网址为：https://www.baidu.com/。 2.2 中外文核心作者群体分析
作者共现网络分析可以反映某一领域的核心作者及其合作强度与互引关系。核心作者主要是指在某一领域内具有较大影响的人，根据普赖斯定律[47] ，核心作者至少发表论文数为，M为统计时段内核心作者至少发表的论文数；Nmax是统计时段内发表论文最多的作者发表的论文数。
2.2.1 中外文献发文量分析
根据数据统计，马传国（15篇）、Marangoni A（43篇）分别是中外发文量最多的作者，由普赖斯定律计算中外文核心作者可得到中文为、外文为，因此，发文量大于3篇的作者可以认为是中文研究植物油凝胶的核心作者；发文量大于5篇为外文核心作者。如图4所示，中文核心作者共有27人（发文量前5名作者≥3（篇）如表3所示），共发表论文118篇，占论文总量的29.7%，论文发表数量未到达50%，证明CNKI数据库植物油凝胶研究未形成稳定的核心作者群体。
表 3 中外文核心作者前5名分布情况Table 3. Distribution of the top 5 domestic and foreign core authors排名 国内作者 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）所属机构 国外作者 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）所属机构 1 马传国 15 3.78 河南工业大学 Marangoni A 43 4.33 University of Guelph 2 张虹 14 3.53 丰益（上海）生物技术研发
中心有限公司Tro-vzouez J 22 2.21 Universidad Autonoma de San Luis Potosi 3 傅红 12 3.03 福州大学 Dewettinck K 21 2.11 Cacaolab BV 4 刘元法 9 2.27 江南大学 Hwang H 20 2.01 United States Department of Agriculture
（USDA）5 毕艳兰 8 2.02 河南工业大学 Calligaris S 19 1.91 University of Udine 外文核心作者共有108人（排名前5的核心作者≥19（篇）见表3），共发表论文674篇，占论文总量的68%，WOS数据库植物油凝胶研究领域已形成稳定的核心作者群。由图5外文作者合作图谱可见，Dewettinck K，Hwang H，Patela等形成了一个研究群体，与之不同的是，以Marangoni A为中心的沟通桥梁，Calltgaris S，Barbut S等形成的研究群体与另一研究群体 Goli S，Baldino N等进行交流合作，通过中外文作者合作图谱结合核心作者发文量分析充分证明研究领域内作者相互合作交流，有利于深入研究及成果产出。
2.3 中外发文机构分析
中外文排名前五的发文机构如表4。以河南工业大学、华南理工大学、丰益（上海）生物技术研发中心有限公司等为国内发文数量较多的研究机构。国际排名前五的发文机构。加拿大圭尔夫大学是发文数量最多（63篇）的研究机构。其次为土耳其卡纳卡莱翁塞克兹马特大学（38）、巴西坎皮纳斯大学（35）、意大利乌迪内大学（33）、比利时根特大学（29）。
表 4 前5名中文文献发文机构Table 4. Top 5 publishing institutions of Chinese literature排名 国内机构 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）国外机构 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）1 河南工业大学 25 6.31 Univ Guelph 63 6.35 2 华南理工大学 19 4.79 Canakkale Onsekiz Mart Univ 38 3.83 3 丰益（上海）生物技术研发中心有限公司 19 4.79 Univ Estadual Campinas 35 3.53 4 北京化工大学 16 4.04 Univ Udine 33 3.32 5 南京理工大学 15 3.78 Univ Ghent 29 2.92 通过机构合作情况可知某一领域的研究力量分布，借助CiteSpace绘制研究机构合作图谱。中外文机构分布知识图谱（图6~图7），从合作关系看，同一城市或部门联系较为密切，而跨省份合作较少；外文较中文在油凝胶科学领域交流相对密切。未来相关研究学者可以根据本机构实际优势进行交流合作，进一步推进植物油凝胶研究开发。
2.4 发文国家分析
中介中心性是对节点在整个网络中发挥作用大小的度量，一个节点的中介中心性越高，表明其在网络中的连接程度就越强，影响力越大[48]，一般来说，节点的中介中心性≥0.1，说明它是关键节点。
经统计可得排名前10的国家发文数量和中介中心性（表5），其中，中国的发文数最多（168篇），占发文总量的16.95%，中介中心性为0.3，可见我国在植物油凝胶领域的研究影响力较大，同时也说明了国内消费群体越来越关注饱和及反式脂肪酸食品对身体健康的影响；其次，美国发文量为163篇，占发文总量的16.44%，中介中心性为0.37，美国在植物油凝胶领域贡献最大，通过研究发现主要体现在能源及环境治理。印度发文量为第三名，发文量为82，中介中心性为0.29，需要注意的是印度在食用油市场发展潜力巨大，是油脂、油料进口大国，发文量虽与前两者相比较少，但是从中介中心性可以看出印度在国际植物油凝胶领域扮演着重要角色。
表 5 发文量排名前10国家发文量情况Table 5. Top 10 countries in terms of number of articles issued排名 国家 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）中心性 1 PEOPLES R CHINA 168 16.95 0.32 2 USA 163 16.44 0.39 3 INDIA 97 9.78 0.31 4 BRAZIL 95 9.58 0.21 5 SPAIN 89 8.98 0.19 6 FRANCE 89 8.98 0.15 7 CANADA 86 8.67 0.12 8 ITALY 85 8.57 0.11 9 JAPAN 76 7.66 0.07 10 GERMANY 74 7.46 0.05 由图8国家合作图谱可知，中国、美国、印度、巴西节点较大，表明这几个国家在植物油凝胶领域的相关研究较多，且连线较密，证明这些国家间合作交流较频繁。
2.5 中外文植物油凝胶研究热点分析
2.5.1 中外文关键词突显分析
根据关键词突现可以直观地看出我国植物油凝胶研究热点的变化。由表6可知国内植物油凝胶研究的关键词突现分析，不同年份研究者所关注的研究热点不同。2003~2012年突现的关键词依次为：“油脂结晶”、“合成”、“结晶”、“乳化剂”、“棕榈硬脂”，这一阶段主要关注于植物油油凝胶实际应用等方面的研究。在2015~2016年期间，随着“有机凝胶”以及各种可复合凝胶因子“谷维素” 、“谷甾醇” 、“单甘酯”等关键词的突现，表明我国植物油凝胶研究更加深入凝胶微结构、多凝胶因子促进自组装等方面，结合2.1.1CNKI植物油凝胶关键词时区图可知此时中文对植物油凝胶研究进入分子水平。
表 6 CNKI植物油凝胶研究的关键词突现分析Table 6. Keyword emergent analysis of domestic vegetable oil gel research关键词 强度 开始年份 截止年份 2003~2021 突显频率 油脂结晶 2.79 2003 2007 ▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ 合成 1.76 2005 2009 ▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ 结晶 2.17 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃ 乳化剂 1.8 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 棕榈硬脂 1.62 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 植物油 4.23 2013 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 油脂 1.77 2015 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 有机凝胶 1.65 2015 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 煤油凝胶 2.1 2016 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂ 凝胶油 2.12 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 谷维素 2.05 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 谷甾醇 2.05 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 桐油 1.87 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 单甘酯 1.81 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂ 油凝胶 11.4 2019 2021 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂ 表7为WOS植物油凝胶研究的关键词突现分析，早期的关键词为“vegetable oil”、“soybean oil”、“polymerization”、“cholesterol”，在此期间植物油凝胶相关制品的种类、稳定性等物理性质为研究的重点。2011年的“transesterification”和 2016 年的“mechanical property”的出现表明植物油凝胶微观结构成为了研究的热点，且持续到现在。此后，“physicochemical property”、 “oxidative stability”、“delivery system”等相继出现，表明外文在植物油凝胶的研究更进一步，结合2.1.2WOS植物油凝胶关键词时区图发现此时外文已进入分子水平和微观结构。通过对比 CNKI 和 WOS 数据库中植物油凝胶领域的关键词突现发现，外文文章的研究成果领先于中文文献，对于研究热点的探索以及对分子研究领域的报道较中文文献早。
表 7 WOS植物油凝胶研究的关键词突现分析Table 7. Keyword emergent analysis of foreign vegetable oil gel research关键词 强度 开始年份 截止年份 2003~2021 突显频率 vegetable oil 13.83 2005 2015 ▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂ soybean oil 12.6 2005 2013 ▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂ polymerization 3.86 2006 2013 ▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂ cholesterol 3.8 2006 2009 ▂▂▂▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ fatty acid 3.86 2007 2012 ▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂ renewable resource 5.57 2010 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂ fuel 3.87 2010 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ transesterification 6.9 2011 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂ polymer 4.48 2011 2015 ▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂ edible oil 8.69 2012 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂ sunflower wax 3.88 2014 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂ mechanical property 4.14 2016 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂ oleogel 3.76 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ nanoparticle 4.01 2018 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂ crystallization behavior 3.99 2019 2021 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃ 从中外文关键词突现中可知，凝胶结构和凝胶机理是截至2021年为止学术界所持续关注的话题，呈现出了植物油凝胶领域目前的研究热点及趋势。整体看关键词的突现情况，可知学术界对植物油凝胶的相关研究范围较广，且研究视角多样，但对关键词的持续性研究表现为不足。总体而言，其相关研究及研究成果呈现为零散化、阶段性。
2.5.2 中文文献关键词聚类分析
研究热点是在一定时期内该领域的学者广泛关注的主题，通过关键词出现的频率进行统计和聚类分析，从而把握该研究领域的热点。采取Pathfinder和Pruning sliced networks进行网络修剪凸显重要结构特征，聚类标签提取方式为对数似然率算法，其他设置默认值，运行后可得到中文文献关键词聚类图谱如图9，并对其进行分析，结果见表8。
表 8 中文文献关键词聚类表Table 8. Chinese literature keyword clustering table聚类ID 标签 频次 突显值 度 中心性 SIGMA 平均年份 #0 油凝胶 61 11.4 37 0.29 2.71 2006 #1 莪术油 42 4.38 27 0.24 1.18 2007 #2 凝胶 22 2.91 20 0.15 1.42 2005 #3 油脂结晶 18 2.76 15 0.14 1.03 2003 #4 凝胶油 14 2.76 15 0.11 1.11 2004 #5 流变特性 13 2.76 25 0.09 1.42 2013 #6 微观结构 12 1.65 14 0.19 1.3 2013 注：不同#数字代表不同聚类号。 根据聚类判定标准：关键词间连线越多，图谱信息模块性（Q值）越大，说明聚类效果越好，当Q>0.3时，图谱信息模块性显著，图谱轮廓系数（S值）大于0.5时，聚类结果较合理。由图9可看出，Q值为0.79、S值为0.9106，说明该关键词聚类图谱较为合理，基本可以反映出国内研究领域的总体情况。
通过表8得出中文以植物油凝胶为主题关键词聚类集中于7个较大类别。#油凝胶，#莪术油，#凝胶，#油脂结晶，#凝胶油：研究发现，植物油凝胶对健康、有机、可持续和区域性食品的需求不断增加，探究凝胶机制、凝胶因子以助推植物油结构化，提供更多的多不饱和脂肪酸。凝胶剂是油凝胶的骨架结构，也是形成结晶的核心成分，不同性质凝胶剂（如表面稳定性、宏观硬度）能够在微观环境中实现不同功能需求，植物油凝胶晶体密度及样品硬度均随凝胶剂质量分数增加而增加。通过调控理化因素，如酯化反应、凝胶剂种类及添加量决定着植物油凝胶的成核速率[49-50]，以此来干预植物油凝胶的结晶颗粒、自组装和聚合物网络。
#流变特性，#微观结构：植物油基凝胶被认为是半固体材料[13]，利用热处理使凝胶因子（小分子凝胶剂、固体粒子、聚合物）与植物油互融，非极性液体被疏水性非三酰甘油基结构捕获，在冷却过程中液体中的蜡溶质开始聚集和结晶[16]，形成一种能够将液态油截留其中的三维网络，导致植物蜡基油凝胶的形成。植物油中的组成[14]（如蜡酯、游离脂肪酸、碳氢化合物等）、烷基链长度[2]和不饱和键[16]的数量关系将直接影响植物油凝胶的物理特性，从而影响消化率及生物有效性，需要注意的是植物油成分、氧化产物、蜡添加量、温度等因素都能够改变所形成的网络结构。
2.5.3 外文文献关键词聚类分析
参数设置同中文文献聚类图谱参数，运行后得到外文文献关键词聚类图谱如图10，并对其进行分析，得出Q值为0.546、S值为0.7743，结果见表9。
表 9 外文文献关键词聚类表Table 9. Keyword clustering table of foreign literature聚类ID 标签 频次 突显值 度 中心性 SIGMA 平均年份 #0 vegetable oil 199 13.83 48 0.12 1.31 2005 #1 quality 165 4.14 48 0.04 1 2010 #2 candelilla wax 99 5.37 39 0.03 1 2009 #3 drug delivery 89 3.95 35 0.06 1 2010 #4 soybean oil 88 12.6 34 0.1 1.25 2005 #5 sunflower wax 86 3.88 33 0.04 1 2010 #6 edible oleogel 83 8.69 33 0.03 1.15 2014 由表9反映出国际研究植物油凝胶领域主要集中于7种较大类别分别为#vegetable oil，#quality，# candelilla wax，# drug delivery，#soybean oil，# sunflower wax，# edible oleogel。植物油凝胶在国内外被视为最有前途的工具之一，自组装完成后的植物油凝胶可用于食品、燃料、医药等方面，三维网络所进行的新陈代谢，在肠道吸收和代谢方面表现出巨大差异，使传递的生物活性物质的生物利用率最大化[51]。植物油通过微工程膜可产生稳定乳液，大规模制备油凝胶同时加入表面活性剂和凝胶因子形成抗聚结稳定性的乳液，有利于油交联从而助力凝胶的形成，不同脂肪酸[52]会根据乙酰化、碳链长度和不饱和程度表现出不同生物活性、外观结构及宏观特性，例如硬度、粘度随着植物油不饱和度的增加而降低[53]在植物油乳液添加纤维素存在拮抗作用会降低胶凝能力，但是随着凝胶因子含量的增加，凝胶形成温度、网络硬度会成正比增加，在不降低食品色香味的原则下通过调节蛋白质基pH会改变植物油聚集状态[54]以替代饱和脂肪酸及反式脂肪酸。
2.6 国内外植物油凝胶演进趋势
使用CiteSpace对热点词的演进趋势进行时间线分析，通过聚类算法生成知识聚类，然后点选“Show Terms by LLR”对数似然率算法，再选择Control Panel面板“Layout”中的“Time line View”生成中外文献时间轴知识图谱（图11~图12），以此来表征植物油凝胶的研究主题。
由时间轴知识图谱（图11~图12）可知，主要集中在植物油凝胶机制、食品品质影响、复配凝胶因子、荷载营养素为大方向进行研究；基于植物油凝胶功能，研究者主要侧重于植物油凝胶作为食品工业中固体脂肪替代品，对植物油凝胶及产品特性与实际应用拓展如医药制品、肉制品、烘焙制品、糖果制品及乳化制品进行探索研究。
a. 植物油凝胶化机制：多相结构化油脂体系的实质是天然凝胶因子的自组装能力与单甘油酯[50]的结晶颗粒会产生吸附作用，凝胶因子与植物油通过对疏水系统进行加热、剪切和冷却进而通过自组装的方式形成，凝胶形成反应同时存在氢键消散和新键形成[55]，这些作用力通常无法依靠凝胶机制进行预测，植物油凝胶化特征最终取决于凝胶因子与油相的相互作用，包括内因：饱和度、碳链长度、游离脂肪酸、微量成分（降解产物如醛、酮、酸；天然成分如生育酚、甾醇、单酰甘油、二酰甘油、水等）、物理特征（稠度、粘度、介电常数等）影响植物油凝胶的机械特性；外因：凝胶因子比例、融化温度、结晶成核速度、辅助因素（如超声波、微波、回火处理、急冷处理）对凝胶剂与油基相互键合产生调控作用。
b. 食品品质影响：植物油对在食品中添加最为需要重视的问题之一是油脂迁移，导致产品营养及质量的损失，植物油凝胶化具备较好抗迁移效果。例如香肠、肉糜制品添加适量植物油凝胶[56]，使产品结构更加致密、空隙更小、形状规则分布均匀且货架期明显延长，营养指标、产品风味、质地等属性均有所提高。另外，油脂凝胶产品风味也不能忽视[57]，通过小组团体进行感官评价发现以植物油凝胶制备的黄油与商业黄油相比，风味得分较低，原因可能有三方面：颜色浅、质地软、有蜡味。因此开发研究新型植物油凝胶产品需要格外关注产品物理特性、感官特性等。
c. 复配凝胶因子稳定凝胶结构：不饱和度较高的植物油基于聚合物或低分子量凝胶剂通过非共价作用力（如氢键、π-π堆叠、范德华力）进行自组装结构化设计如酯交换和有机凝胶化[40]，但是产品质地往往较柔软、可塑性差，通过外加天然凝胶因子如植物甾醇、蛋白等[58]来与植物油共组装为具有可持续地稳定化和结构化的凝胶结构，以此防止植物油从食品迁移，不仅能够获得理想结构产品，还对粮油食品的长期储存起到积极作用。
d. 植物油凝胶荷载营养素：天然蜡植物油凝胶的独立凝胶结构能够有效提升营养素的光稳定性和热稳定性[59]，但是经乳化后的凝胶，添加 CaCl2会产生硬化颗粒[60]，封装效率降低且缓释时间较长，植物油凝胶硬度与其稳定性呈现出正比关系，但是硬度的增加对营养素具有较强保护能力。
3. 讨论
本文通过文献计量学的方法总结了国内外植物油凝胶的研究概况，分析了植物油凝胶相关研究进展和发展趋势，有助于研究者进一步确定未来深入研究的方向和可能的合作伙伴。基于2003~2021年发表的1387篇植物油凝胶为主题的中外文章，通过CiteSpace进行可视化分析得出：中外文核心作者方面主要以马传国和Marangoni A等为核心作者，外文核心作者之间相互联系，形成共现网络。马传国学者在油脂领域中研究较为深入，为植物油化学成分分析、油脂脱臭、油脂脱胶及油脂脱酸等发展起到重要作用。Marangoni A主要研究集中于影响脂肪晶体网络宏观特性的动力学和热力学方面以及食用油脂对结晶条件的依赖性。
植物油凝胶化研究是植物油研究领域中的热点，以植物油凝胶为主题的论文发表数量呈现逐年上升的趋势。热点新趋势的聚类分析结果显示，研究热点主要集中凝胶因子的结构与组成和油相成分的相互影响，需要注意的是油脂凝胶自组装机制因其复杂性尚无法进行预测。通过对相关研究分析发现天然蜡（如蜂蜡、米糠蜡、巴西棕榈蜡等）为植物油凝胶剂的绝佳搭档，所具备的理化特征、结合能力相比其余凝胶剂具备前瞻性，蜡基植物油凝胶结合机理较为复杂，与天然蜡本身的化学组成（如蜡酯、脂肪酸、饱和度等）密切相关[61]，与饱和度较高的脂肪相比高分子聚合物与植物油相互作用时会将液态油包裹于固态中，其物理特性会随着分子量的增加而增加[62]。针对于不同营养素包埋，应用合适载体以不同的微/纳米封装系统来生产[63]（改善功能活性方面），通过与辅助因子（蛋白或多糖）结合复配，将其掺入食品配方中，通过封装营养素增加其功能特性（例如拥有更健康的不饱和脂肪酸、抗氧化以及抗菌活性），基于实际消化率和生物有效性应用中应充分考虑出发点为脂肪替代品还是复合营养素的载体。针对于植物油凝胶网络结构的热不可逆性质，也可采取重构纳米级凝胶网络，提高植物油凝胶的环境自适应性以及力学性能的稳定性。植物油凝胶的发展从凝胶因子、荷载营养素等“浅层研究”过渡到通过对微观结构分析复配凝胶因子、双相构建稳定凝胶体系等“深层研究”。当前针对于植物油凝胶产品感官评价有限，需要注意的是只有感官品质较佳的产品[57]才具备商业化、市场化、工业化的条件，当前的植物油凝胶产品的研究，忽视了对于感官评价的重视，进而忽视了消费者对于风味的可接受性，提高产品感官质量为商业化关键因素。同时进一步揭示凝胶因子化学组成、结构特征、作用机理，理清分布格局，建立凝胶因子资源库；挖掘凝胶自组成机制以简化凝胶处理步骤，为植物油凝胶工业化生产、生物活性物质荷载传递及保护提供新思路。
4. 结论
随着生活条件的改善，人们对健康意识、功能食品、均衡营养等方面表现出来巨大变化，营养丰富、健康卫生、感官舒适等与时俱进的评价关键词涌现，“以植代脂”概念的提出为植物油凝胶的突破提供了技术环境和概念延伸。在科学理论与实践应用之间，植物油对氧化应力和高温等恶劣条件很敏感，就目前发展来看，出现频次较高的关键词包括植物油基、植物蜡基、凝胶因子、凝胶作用等，且根据中外图谱节点中心性得出：植物油凝胶结晶特性、流变特性、微观特性对自组装凝胶系统具有重要的影响，对其余各研究方向（如高分子聚合物、蛋白/多糖复配）关注度相对平稳。众所周知，每一种食物因组成不同，其营养特性亦不相同。通过不同植物油所具备的不同营养成分、结构、凝胶机制针对于特殊群体混合制备特种功能植物油凝胶值得进一步研究；植物油凝胶荷载活性物质对肠道微生物影响（缓释调控、生物可利用性）、加工过程中对微量元素的保护作用（提高产品品质、延长保质期、消化利用率）有待进一步考究。同时随着研究的不断深入，未来植物油凝胶通过对多凝胶因子复配、采用多相联动（水-油-气凝胶）协同作用包裹混合营养素（脂溶、水溶性）、调节对感官不利风味物质控释、针对特殊人群消化食用等方面使粮油食用产品营养更加均衡，外观更加丰富。
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图 1 CNKI和WOS核心合集中植物油凝胶发文量
Figure 1. Number of vegetable oil gels published in CNKI and WOS core collections
表 1 中外文献检索策略
Table 1 Search strategies for domestic and foreign literature
文献来源 文献类型 检索策略 时间跨度 文献数量
（篇）总计数量
（篇）排除后
（篇）CNKI 论文 主题：“植物油凝胶”、“植物油凝胶化”或“凝胶油” 2003年1月1日~
2021年12月31日362 413 396 综述 34 WOS article 主题：“vegetable oil gel” 、 “vegetable oil gelation” or “oleogel” 2003年1月1日~
2021年12月31日889 1217 991 review 120 注：中外文数据采集于CNKI网址为：中国知网https://www.cnki.net/；
WOS网址为：https://www.webofscience.com/wos/woscc/basic-search。
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表 2 国内外不同种类植物油凝胶化情况
Table 2 Gelation of different vegetable oils at home and abroad
排名 国内植物油 研究频率 占总文献数量的百分比（%） 种植面积 国外植物油 研究频率 占总文献数量的百分比（%） 种植面积 1 大豆油 29 7.32 8400千公顷 Soybean oil 183 18.46 1.27亿公顷 2 花生油 15 3.78 4633千公顷 Castor oil 121 12.20 300万公顷 3 芝麻油 14 3.53 283千公顷 Palm oil 117 11.80 1380万公顷 注：相关榨油作物种植面积数据采集于百度百科，网址为：https://www.baidu.com/。
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表 3 中外文核心作者前5名分布情况
Table 3 Distribution of the top 5 domestic and foreign core authors
排名 国内作者 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）所属机构 国外作者 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）所属机构 1 马传国 15 3.78 河南工业大学 Marangoni A 43 4.33 University of Guelph 2 张虹 14 3.53 丰益（上海）生物技术研发
中心有限公司Tro-vzouez J 22 2.21 Universidad Autonoma de San Luis Potosi 3 傅红 12 3.03 福州大学 Dewettinck K 21 2.11 Cacaolab BV 4 刘元法 9 2.27 江南大学 Hwang H 20 2.01 United States Department of Agriculture
（USDA）5 毕艳兰 8 2.02 河南工业大学 Calligaris S 19 1.91 University of Udine
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表 4 前5名中文文献发文机构
Table 4 Top 5 publishing institutions of Chinese literature
排名 国内机构 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）国外机构 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）1 河南工业大学 25 6.31 Univ Guelph 63 6.35 2 华南理工大学 19 4.79 Canakkale Onsekiz Mart Univ 38 3.83 3 丰益（上海）生物技术研发中心有限公司 19 4.79 Univ Estadual Campinas 35 3.53 4 北京化工大学 16 4.04 Univ Udine 33 3.32 5 南京理工大学 15 3.78 Univ Ghent 29 2.92
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表 5 发文量排名前10国家发文量情况
Table 5 Top 10 countries in terms of number of articles issued
排名 国家 发文量
（篇）占总文献数量的
百分比（%）中心性 1 PEOPLES R CHINA 168 16.95 0.32 2 USA 163 16.44 0.39 3 INDIA 97 9.78 0.31 4 BRAZIL 95 9.58 0.21 5 SPAIN 89 8.98 0.19 6 FRANCE 89 8.98 0.15 7 CANADA 86 8.67 0.12 8 ITALY 85 8.57 0.11 9 JAPAN 76 7.66 0.07 10 GERMANY 74 7.46 0.05
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表 6 CNKI植物油凝胶研究的关键词突现分析
Table 6 Keyword emergent analysis of domestic vegetable oil gel research
关键词 强度 开始年份 截止年份 2003~2021 突显频率 油脂结晶 2.79 2003 2007 ▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ 合成 1.76 2005 2009 ▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ 结晶 2.17 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃ 乳化剂 1.8 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 棕榈硬脂 1.62 2012 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 植物油 4.23 2013 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 油脂 1.77 2015 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂▂▂ 有机凝胶 1.65 2015 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 煤油凝胶 2.1 2016 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂ 凝胶油 2.12 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 谷维素 2.05 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 谷甾醇 2.05 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 桐油 1.87 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ 单甘酯 1.81 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂ 油凝胶 11.4 2019 2021 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂▂▂
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表 7 WOS植物油凝胶研究的关键词突现分析
Table 7 Keyword emergent analysis of foreign vegetable oil gel research
关键词 强度 开始年份 截止年份 2003~2021 突显频率 vegetable oil 13.83 2005 2015 ▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂ soybean oil 12.6 2005 2013 ▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂ polymerization 3.86 2006 2013 ▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂ cholesterol 3.8 2006 2009 ▂▂▂▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂ fatty acid 3.86 2007 2012 ▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂▂▂ renewable resource 5.57 2010 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂ fuel 3.87 2010 2014 ▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂▂ transesterification 6.9 2011 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂ polymer 4.48 2011 2015 ▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▂▂▂▂▂▂ edible oil 8.69 2012 2017 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▃▃▃▂▂▂▂ sunflower wax 3.88 2014 2016 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂▂▂ mechanical property 4.14 2016 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃▂▂▂ oleogel 3.76 2017 2018 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂▂ nanoparticle 4.01 2018 2019 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▂▂ crystallization behavior 3.99 2019 2021 ▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▂▃▃▃
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表 8 中文文献关键词聚类表
Table 8 Chinese literature keyword clustering table
聚类ID 标签 频次 突显值 度 中心性 SIGMA 平均年份 #0 油凝胶 61 11.4 37 0.29 2.71 2006 #1 莪术油 42 4.38 27 0.24 1.18 2007 #2 凝胶 22 2.91 20 0.15 1.42 2005 #3 油脂结晶 18 2.76 15 0.14 1.03 2003 #4 凝胶油 14 2.76 15 0.11 1.11 2004 #5 流变特性 13 2.76 25 0.09 1.42 2013 #6 微观结构 12 1.65 14 0.19 1.3 2013 注：不同#数字代表不同聚类号。
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表 9 外文文献关键词聚类表
Table 9 Keyword clustering table of foreign literature
聚类ID 标签 频次 突显值 度 中心性 SIGMA 平均年份 #0 vegetable oil 199 13.83 48 0.12 1.31 2005 #1 quality 165 4.14 48 0.04 1 2010 #2 candelilla wax 99 5.37 39 0.03 1 2009 #3 drug delivery 89 3.95 35 0.06 1 2010 #4 soybean oil 88 12.6 34 0.1 1.25 2005 #5 sunflower wax 86 3.88 33 0.04 1 2010 #6 edible oleogel 83 8.69 33 0.03 1.15 2014
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