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前沿快讯 | 基于Cite Space对螺旋藻藻蓝蛋白的研究进展与热点分析
时间:2023-12-21 来源:admin

螺旋藻Spirulina )是一种原核多细胞低等植物,没有细胞核,是由单细胞或多细胞组成的丝状体,富含人体所需的多种氨基酸、维生素、矿物质元素不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、多糖等生物活性物质,是人类理想的食物及药物原料。螺旋藻中富含蛋白质,含量接近干重的55%-70% ,根据藻胆蛋白吸收光谱的不同,可分为藻蓝蛋白,别藻蓝蛋白,藻红蛋白,藻红蓝蛋白,其中,藻蓝蛋白是一种具有生物活性的色素蛋白,在螺旋藻细胞中普遍存在,随着人们对藻蓝蛋白的深入研究,其生理活性及功效不断被各界人士所熟知。


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藻蓝蛋白是一种天然色素,且颜色鲜艳,通常被用作食品和化妆品的天然染料,从而取代合成染料;有些研究者还基于藻蓝蛋白的荧光特性制备了藻蓝蛋白荧光探针,应用于免疫层析技术;除此之外藻蓝蛋白还具有抗炎及抗氧化、肝肾保护功能、增强免疫力、降血糖、降血压和抗肿瘤等功效。因此,螺旋藻藻蓝蛋白广泛应用于医疗保健品和功能性食品,被称为“人类21世纪最佳保健品",具有极大的药物开发潜力。




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研究基于中国知网( CNKI )Web of Science ( WOS )数据库中对螺旋藻藻蓝蛋白研究的相关文献,运用Cite Space软件,采用综合数学及统计学方法,进行年度发文数量、研究团队及研究热点的可视化分析,生成相关图谱 深入探讨螺旋藻藻蓝蛋白的研究热点及前沿趋势,宏观把握藻蓝蛋白研究的整体情况,为其后续研究提供参考。


01
实验方法


基于CNKIWOS数据库在高级检索页面以“螺旋藻藻蓝蛋白”为主题,时间范围截至20236,检索出相关文献,筛选并剔除与主题无直接关联的科技成果文献,最终从CNKIWOS数据库中分别获得文献242篇和1320篇。


使用Cite Space可视化分析软件,对获得的“螺旋藻藻蓝蛋白”研究领域文献进行计量,绘制相关知识图表。在图表分析的基础上深入阅读文献,总结和归纳出螺旋藻藻蓝蛋白的研究现状及热点。


02
结果和讨论

通过从螺旋藻藻蛋白年度发文数量分析、国内外研究力量分布分析、关键词共现分析、关键词聚类分析、螺旋藻藻蓝蛋白研究趋势分析等方向出发,基于从CNKIWOS数据库中获得的螺旋藻藻蓝蛋白相关研究文献,使用Cite Space软件进行可视化分析,比较国内外的研究现状,总结了国内螺旋藻藻蓝蛋白的研究热点和进展。得出以下结论

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螺旋藻藻蓝蛋白的研究内容相对丰富,从螺旋藻藻蓝蛋白光谱分析、分离纯化逐渐过渡到对作用机理和应用价值的研究。


国内螺旋藻藻蓝蛋白研究数量偏少,最高产学者发文量明显少于国外,学者间存在较为紧密的合作关系。


研究机构比较分散,彼此间合作较少,目前还没有形成紧密合作的研究机构网络。因此各大高校和研究机构应突破地域或机构间的各种限制,努力实现该研究领域的深度融合和快速发展。




根据关键词图谱分析发现,研究热点围绕着藻蓝蛋白的提取纯化、稳定性、生物活性及功能,以及在食品和医药领域的应用等研究。尤其因螺旋藻藻蓝蛋白具有抗肿瘤、抗炎作用,而在医疗保健品、功能性食品的开发应用方面备受学者们的关注。


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图1 1990-2023年国内外螺旋藻藻蓝蛋白研究发文量分布



我国在螺旋藻的研究方面已有几十年的历史,其研究发展相对缓慢,相比国外的研究,国内对螺旋藻藻蓝蛋白的研究较薄弱。国外藻蓝蛋白发文量明显高于国内,根据对国内外研究力量分布的分析,发现国外在该领域的研究队伍比国内庞大,参与者相对更多。北美,欧洲地区对保健品和植物性饮食的认知度很高,藻蓝蛋白作为保健食品在国外备受关注。近五年来,国外在藻蓝蛋白药理学及分子生物学研究方向的文献报道居多药理学及肿瘤学研究文献有88,根据文献标题可判断出国外对藻蓝蛋白的研究主要集中在病理机制、药物研发、功能性食品的研究等方面。国内在该研究邻域的参与者较少且我国居民对保健品的认知度不高,对藻蓝蛋白的研究大多集中在技术性研究,而对藻蓝蛋白的功能性研究较少,因此我们应提高对螺旋藻功能研究的关注度,在突破技术研究难题的同时,着眼于疾病治疗和功能食品等更深层次的研究领域。


此外,国内对藻蓝蛋白研究相对薄弱的另一原因可能是起初螺旋藻的生产成本比较高,产业化养殖需使用化工原料,价格昂贵,重复利用率低,最终使得螺旋藻的生产成本升高。近年来有学者研究利用自然资源养殖螺旋藻而取得了-定成果,解决了螺旋藻养殖成本的问题,但是藻蓝蛋白的提取纯化需要一定的工艺成本,且藻蓝蛋白具有光、热不稳定性,以及酸碱致敏性,光照过强或温度过高易导致藻蓝蛋白变性而失去蓝色。虽然藻蓝蛋白在食品、医药和化妆品中的应用引起了人们的关注,但是它对环境条件的敏感性可能会阻碍新产品的开发,是目前藻蓝蛋白商业化应用面临的一大难题。而且由于藻蓝蛋白的提取纯化技术相对不成熟,现有技术不易规模化生产,导致其在应用上受到一定程度的限制。

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图2 CNKI数据库文献关键词共现图


03
未来展望

近年来,研究报道对藻蓝蛋白纯化收效好的技术有双水相萃取,反胶团萃取,这两种方法都可使藻蓝蛋白的纯度达到分析级然而,由于双水相物料成本高,体系易乳化且新引入的杂质也为后续分离带来困难,这些问题限制了该方法在工业生产中的应用,并且我国仍面临着藻蓝蛋白的稳定性,提取纯化及规模化生产应用等难题。若想使藻蓝蛋白产业升级,现代生物工程技术不失为一种方法,如今现代生物工程技术比较成熟,我们不应仅研究传统的生物方法提高稳定性,优化提取、纯化条件等。


此外,国外已成功研制出多种藻蓝蛋白复合药品,我国藻蓝蛋白产品形式较单调,除藻粉胶囊,片剂外,其他能保持藻蓝蛋白生物功能的多样化产品并不多,因此,生产分析级藻蓝蛋白,开发新型抗炎和抗肿瘤药品,丰富产品种类,进行产品的深加工显得尤为重要。总之,我们应在前人研究的基础上加深研究改善当前研究的不足,研制我们自己的分析级藻蓝蛋白,研发相关产品,发挥螺旋藻的商业价值和科学价值。


—原文阅读—

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文献出处:

[1]王丽梅,西妮,穆文静等.基于Cite Space对螺旋藻藻蓝蛋白的研究进展与热点分析[J/OL].食品与发酵工业:1-16[2023-12-13].


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