CRISPR-Cas技术在食品鉴定中的应用版图：一项文献计量学综述

《Food Control》：Mapping the Landscape of CRISPR-Cas Technologies in Food Authentication: A Bibliometric Review

　　

# 摘要

由于食品欺诈和掺假问题的全球蔓延日益严重，食品真实性认证变得愈发重要。CRISPR-Cas技术已被证明是一种快速、灵敏且特异性强的食品真实性认证工具；然而，该领域的研究格局尚未得到深入研究。本研究利用Biblioshiny和VOSviewer对Lens.org数据库中2016年至2025年收录的185篇出版物进行了文献计量分析，以评估发表趋势、重要贡献者、合作网络、引文结构和主题发展。该领域经历了43.31%的高年均增长率，荷兰和美国是引领该领域的两个国家。CRISPR-Cas系统、CRISPR/Cas12a、生物传感器、快速检测和食品安全是主要研究领域，而人工智能整合、清真认证、溯源和监管标准化则相对较新。使用相同检索策略进行的Scopus平行分析显示了可比的发表趋势和领先期刊模式，支持了Lens.org研究结果的稳健性。综述还指出了技术发展、转化障碍以及开发经验证的、便携的、多重检测和智能CRISPR-Cas食品认证系统的未来方向。这些发现将有助于研究人员，并为CRISPR-Cas技术在可靠食品认证方面的未来发展奠定基础。

# 引言

尽管食品真实性验证的概念并不新近，但由于食品掺假和欺诈案例的不断上升，全球范围内对食品真实性验证实践的关注和认可与日俱增（Deng等，2024）。根据国际食品真实性保证组织（IFAAO），食品真实性认证是一个可验证的过程，涉及合乎逻辑地确认（超出合理怀疑），即特定食品产品准确标注其配方和包装，并在食品供应链的指定地点生产（de Araújo Gomes, Azcarate, ?pánik, Khvalbota, & Goicoechea, 2023）。日益严重的食品欺诈问题连同掺假和错误标签制造了危险的公共健康威胁，危及监管合规性，因为这些行为受经济利益驱使（Chang等，2024; M.A.M. Hossain等，2017）。这些产品的危险性在于，肉类、海鲜和乳制品含有可通过物种替代和成分虚假描述引发严重健康风险的成分，包括过敏原暴露和宗教饮食违规（Du等，2023; Uddin, Hossain, Chowdhury, & Johan, 2021）。据估计，经济动机驱动的掺假——即食品被替换或用廉价成分或未批准化学物质稀释——每年给全球经济造成约400亿美元损失，并可能导致严重健康风险，包括伤害和死亡（van Ruth, Huisman, & Luning, 2017）。当前食品供应链和国际贸易不仅助长欺诈活动的持续发生，还削弱了消费者对食品当局和行业的"脆弱"信任（Fengou, Tsakanikas, & Nychas, 2021; Schmutzler, Beganovic, B?hler, & Huck, 2015）。食品科学和分析研究领域目前致力于开发可靠和精确的方法，以建立食品产品身份验证。

现有方法主要采用基于DNA的技术，因为这些方法提供高准确性和高灵敏度，能够检测加工食品样品中的微量污染物。传统的分子方法，包括基于聚合酶链反应（PCR）的检测，面临限制，因为它们需要先进的实验室设备，测试程序耗时较长，且一次只能检测有限数量的样品（Girish等，2020; Hashem, Hossain, Al Mamun, Simarani, & Johan, 2022）。先进的分析技术如色谱和质谱分析提供高准确性，但带来挑战，因为它们需要昂贵设备并需要受过培训的操作人员，同时这些方法无法用于快速检测或现场检测（Leng等，2020）。当前系统需要新的技术解决方案，需要通过准确的检测方法实现精确结果，且可以在不同地点以可负担的价格使用。

CRISPR和CRISPR相关系统的使用已彻底改变了该领域的下一代分子诊断，这得益于其优异的选择性以及快速和出色的协同切割能力（Hong, 2026; Le等，2025）。CRISPR-Cas机制最初被发现为原核生物免疫系统中的元素，后来科学家将其工程化用于基因组修饰和核酸分析等应用（M.M. Hossain, Mohamad, Desa, Mustafa, & Hashim, 2025）。除了其在基因组编辑中已确立的作用外，CRISPR-Cas系统最近作为高度特异性核酸检测的有力工具出现，在食品真实性认证应用中具有巨大潜力。基于CRISPR-Cas的检测依赖于引导RNA特异性识别目标DNA序列并引导Cas酶启动序列特异性切割，随后激活协同切割活性。该方法允许切割报告分子以产生可检测的信号，从而实现快速准确的分析（S. Wang等，2025; X. Wu等，2024）。CRISPR-Cas平台的高特异性、灵敏度和快速响应使其成为检测食品来源DNA目标的前景广阔的方法。此外，核酸扩增可与这些平台整合，使检测达到阿摩尔级别，从而扩展了食品认证验证的潜在用途，这在欺诈预防中尤为重要（Cai等，2025）。

基于CRISPR-Cas的食品真实性认证超越了分析检测，支持可持续食品系统、资源管理和社会经济发展。快速准确的认证确保食品可追溯性，防止经济利益驱动的掺假，保护消费者和合法生产者，并确保公平贸易和监管合规（Ferreira, Marins-Gon?alves, & De Souza, 2024; Frigerio等，2024; Van Ruth, Bremer, & Frankhuizen, 2009）。借助供应链透明度、减少资源损失和增强对食品标签的信心，CRISPR-Cas技术可用于推动循环经济原则和高效资源利用以及基于证据的农业政策。因此，该技术的全球演进对可持续和有韧性的农业食品系统至关重要。

除了评估技术进步外，文献计量分析为CRISPR-Cas食品真实性认证的科学演进和跨学科格局提供了全面评估。识别研究主题、发展合作关系和开辟新的研究方向，将技术创新与可持续食品系统变革、循环经济、有效资源利用和基于证据的决策制定的更广泛未来联系起来（Dzhunushalieva & Teuber, 2024; Hamam, D'Amico, Zarbà, Chinnici, & Tóth, 2022; Moskalenko, Valiyev, Boiarchuk, Vazov, & Kavaldzhieva, 2025）。这些见解将为进一步研究和政策提供新方向，并将CRISPR-Cas技术转化为实际的食品真实性认证应用。

由于该研究领域既经历快速增长又开展跨学科研究活动，因此需要系统评估。文献计量分析提供了一个强大的定量框架，用于评估科学产出，同时识别关键研究人员并展示研究模式和学术合作。文献计量方法通过引文和关键词分析呈现知识结构，揭示新兴主题，而传统综述则通过标准方法展示知识结构。尽管已有许多关于CRISPR-Cas技术在不同研究领域应用的文献计量研究，但针对其在食品真实性认证中应用的全面文献计量分析似乎仍然缺失。据我们所知，尚没有重点文献计量综述以真正系统的方式描绘该科学格局，包括研究趋势、合作网络、主题演进以及CRISPR-Cas食品真实性认证工作中新兴的方向。因此，本研究旨在提供该领域更完整的文献计量视图，确定主要贡献者和关键研究热点，并阐明推动CRISPR-Cas技术在食品真实性认证中向前发展的未来机遇。本研究的具体目标是：

- 分析基于CRISPR-Cas的食品真实性认证研究的发表趋势、增长和发展。
- 识别推动该领域发展的最杰出作者、所属机构、国家、期刊、合作网络和重要论文。
- 通过分析引文、合作和关键词，分析智力结构、研究热点和主题演进。
- 评估CRISPR-Cas技术在食品真实性认证开发和实际应用中的技术进步、现有问题和未来研究方向。

总体而言，研究结果将有助于研究人员、政策制定者和行业利益相关者理解现有进展，同时塑造基于CRISPR的食品真实性认证技术的未来发展。

# 技术基础

基于CRISPR-Cas的食品真实性认证研究趋势和增长

Lens.org数据库是本综合文献计量分析的主要数据来源，因为它也被用于访问学术研究和专利信息，以对该领域进行完整研究，并拥有来自多个领域的大量研究集合。选择该数据库是因为其内容具有公开访问权限，并且已编制研究材料索引，使其适合对新兴技术进行文献计量研究。2026年4月29日，在Lens.org上执行了系统化的布尔查询，以检索相关的科学文献。

# 技术发展和应用

CRISPR-Cas系统在食品真实性认证中的技术发展和应用

文献计量结果显示，该领域的主要研究主题是生物传感器、快速检测、CRISPR/Cas12a、等温扩增和食品安全应用。此外，主题图表明基于CRISPR的诊断和生物传感技术是科学发展的主要驱动主题。在以下部分中，我们探讨了塑造CRISPR-Cas食品真实性认证发展的主要技术进步、检测技术和实际应用。

# 关键挑战和未来展望

文献计量结果突出了若干重要研究空白，如有限的国际合作、与监管和标准化相关主题的低存在感，以及人工智能（AI）、微流控、清真认证和牲畜溯源等新兴主题的相对边缘地位。克服这些限制对于CRISPR-Cas技术在食品真实性认证中的广泛采用和商业化至关重要。

# 结论

本研究提供了CRISPR-Cas技术在食品真实性认证领域的文献计量地图，反映了该领域科学进展、智力结构、合作模式及其主题发展情况。对2016年至2025年Lens.org收录的185篇出版物的分析表明，该领域增长迅速，荷兰和美国成为领先的贡献国家。关键词、共被引和主题分析确定了CRISPR-Cas系统、CRISPR/Cas12a、生物传感器、快速检测和食品安全为主要研究领域，同时人工智能整合、清真认证、溯源和监管标准化作为新兴方向出现。

# 贡献声明

Mohd Rafie Johan：审阅与编辑、项目管理、资金获取。M.A. Motalib Hossain：初稿撰写、方法论、形式分析、概念化。Suresh Sagadevan：审阅与编辑、监督、项目管理。

# 未引用参考文献

Chen等，2020; Hong等，2026; Wu等，2020; Wu等，2025; Wu等，2021。

# 利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

# 数据可用性

本研究未使用任何数据。

# 资金支持

作者感谢马来亚大学在资助项目编号RU005-2025B下的工作支持。

# 竞争利益声明

? 作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些可能影响本研究报告的工作。

# 致谢

本研究得到了马来亚大学博士后研究奖学金的支持。

M.A. Motalib Hossain | Suresh Sagadevan | Mohd Rafie Johan