第1章 食药质量安全检测技术研究概述
　　食品药品（简称食药）质量安全的有效控制与评价均建立在先进的检测技术基础之上，近年来，一些新的问题不断出现，如新型的食药造假，即造假者采用低价合格产品冒充高价优质产品，由于假冒产品的各项成分指标均符合国家标准对各项指标的要求，传统的检验检测方法难以实现此类较高相似性样品的高效判别；又如新型隐蔽性痕量微量物质非法添加或有害物质检测面临着检测样品数量庞大的客观问题，迫切需要智能化、高通量检测技术的出现，可见，检测技术也需要与时俱进、不断地改进升级。
　　本书围绕食药质量安全检测技术从以下几个方面展开：*先，运用文献计量学技术针对不同研究领域从期刊文献、专利与标准系统等角度总结分析食药质量安全检测技术发展态势。其次，分别从食药感官质量、理化质量、生化质量领域全面阐述食药样品检测数据采集与分析，研究质量检测数据预处理、智能识别与高通量鉴别技术，并进一步研究基于量子计算的谱图数据解析技术，揭示数据智能识别的分子基础。最后，从数据融合角度研究多模态谱图数据的智能联合识别，提出多谱融合策略与智能算法。本书从智能、快速、系统的崭新视角针对食药质量安全新问题，凝练提出了一套食药质量安全检测技术体系。
　　传统的学科研究主要是通过阅读大量文献的方式得出学科的发展规律与研究前沿，这种方式极其费时费力，而文献计量学分析方法则可以基于大量的科学文献数据，寻找科学发展的规律与趋势。本章使用该方法对食药质量安全检测技术研究领域的期刊文献、专利与标准进行分析，可以揭示该研究领域的研究现状与趋势。一篇文献中所给出的关键词可以反映出该文献的研究内容，关键词和研究内容在某种程度上存在着联系，共现分析方法正是基于文献、作者和关键词的这种共现关系，计算它们之间的相似度，得出科学知识与学科主题的联系，并进行聚类，以展现科学领域的研究主题、研究热点与前沿的关系。在文献计量学方法的支持下，本章将利用文献计量分析工具VOSviewer对食药质量安全检测技术研究现状进行呈现和分析：*先，使用期刊文献数据，对国内外从事该领域研究的学者、机构进行计量分析，再运用关键词共现分析法构建共词网络，以探寻该领域的研究主题与前沿，从而掌握该领域的学术研究现状与发展趋势；其次，使用专利数据，对该技术领域的专利数量、专利权人、技术领域与热点领域的分布进行分析，以掌握国内外食药质量安全检测技术领域的发展态势；最后，利用标准数据，对标准的发布年度、类型、发布机构、起草机构及内容主题进行分析，以掌握食药质量安全检测标准体系的现状。
　　1.1 基于期刊文献分析的食药质量安全检测技术研究
　　1.1.1 数据来源与研究方法
　　1. 数据来源
　　国外期刊文献数据来源于Web of Science数据库的核心合集，国内期刊文献数据来源于中国知网“中国学术期刊（网络版）”数据库，检索时间为2021年8月。在Web of Science核心合集中检索食药质量安全检测的相关期刊文献，检索式为：主题=（traditional medicin* or medicinal material* or food or herb*）and（technolog* or method* or process*）and（detect* or identif*），时间范围限定在2016年至2021年，将期刊文献类型限定为“article”，可以检索到75 648条期刊文献记录。在中国知网“中国学术期刊（网络版）”数据库中的主题字段检索—（药材or中药or食品）and（检测or鉴定）and（技术or方法or工艺），并且将时间范围限定在2016年至2021年，可获得5799条文献记录。
　　2. 研究方法
　　本章使用编程语言Python对中英文期刊文献题录数据进行预处理，运用文献计量分析工具VOSviewer对中英文的文献题录数据进行分析。VOSviewer是由荷兰学者内斯?扬?范埃克和沃尔特曼共同开发的分析工具，该软件可实现对标准化的文献题录数据进行自动化提取和处理，实现文献、作者、机构和国家/地区等单元的频次统计、共现分析，用于探究学科领域的研究现状与趋势。
　　1.1.2 期刊文献分析
　　1. 期刊文献时间分布
　　食药质量安全检测技术研究领域的75 648篇国外期刊文献和5799篇国内期刊文献年度分布趋势如图1-1所示。可以看出，2016～2020年国内期刊发文量的增长趋势有一定的波动，每年的发文量均在966篇左右，而国外期刊2016～2020年的年度发文量则始终处于上升过程之中，由2016年的10 603篇增长到了2020年的15 417篇。截至2021年8月，2021年的发文量已达到了10 883篇，2021年的全年发文量很有可能要远超过之前的2020年。显然，国外期刊在该领域的研究增长势头要强于国内期刊。
　　图1-1 国内外期刊食药质量安全检测技术研究领域文献增长趋势
　　2. 高影响力作者群体分布
　　对食药质量安全检测技术研究领域各个国家和地区的发文量进行统计，可以掌握该领域在国家和地区层面的聚集情况。在VOSviewer软件中使用该软件的国家和地区共现功能，绘制该领域的国家/地区共现图谱，各个国家和地区之间的合作关系将被揭示（图1-2）。在图1-2中，至少发表1篇论文的国家和地区都在图中呈现，包含129个节点（国家和地区），节点的大小代表其发文量，连线颜色深浅代表合作次数。可以从图中直观地看出，中国、美国、德国、意大利、土耳其、印度、日本等国依次是该领域发文量*多的国家。
　　图1-2 国家和地区合作图谱
　　由于原始数据和软件设置原因，图中国家英文名称未区分字母大小写
　　表1-1列出了发文量*多的20个国家和地区。中国以25 413篇论文高居第1位，占各国发文总数的比重为33.69%，紧随其后的是美国，发文量有11 146篇，占比为14.78%，其他国家和地区的发文量均在5000篇以下，除德国外，其他国家和地区发文量的占比均未超过5%。不难看出，中国在食药质量安全检测技术研究领域的发文在国际上处于领先地位，发文量已超过欧美国家。
　　表1-1 国际期刊发文量排名前20位国家和地区
　　图1-3显示了食药质量安全检测技术研究领域的研究机构国际合作网络图。在图中，欧美国家机构位于合作网络的左下方，机构之间的合作频率很高，构成了国际主流的学术研究机构群，而以江南大学、中国科学院为代表的中国大陆的研究机构则位于图的右下方，相对*立于欧美国际主流学术群，此外中国台湾、韩国、日本等国家和地区的研究机构也比较*立。
　　表1-2列出了发文量排名前10位的机构，在国外期刊上发文量*多的研究机构是浙江大学（3028篇），其次是中国科学院（2737篇）、江南大学（2586篇）、江苏大学（2181篇）、上海交通大学（2144篇）、阿德莱德大学（2031篇）、中国农业科学院（2016篇），其他机构的发文量均在2000篇以下，包括中国农业大学（1985篇）、南昌大学（1609篇）、中山大学（1489篇）。可以看出，在发文量排名前10位的机构中，除阿德莱德大学外，其他机构均来自中国，这足以证明中国在国际食药质量安全检测技术研究领域占据极大的优势地位。从高发文机构发文量占该领域国外期刊发文总量的比重来看，发文量排名前10位的机构发文量占比都是相对较低的，发文量占比均在4%及以下，而发文量排名在第10位及以后的机构发文量占比均在2%以下。
　　图1-3 研究机构国际合作网络
　　由于原始数据和软件设置原因，图中机构英文名称未区分字母大小写
　　表1-2 国外期刊发文量排名前10位的研究机构