Trametes polyzona在发酵生物技术中的三十年文献计量图谱:酶学潜力、研究碎片化与未来生物过程机遇

《Fermentation》:Trametes polyzona in Fermentation-Based Biotechnology: A Three-Decade Bibliometric Mapping of Enzymatic Potential, Research Fragmentation, and Future Bioprocess Opportunities

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月04日 来源:Fermentation 3.3

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  Trametes polyzona是一种白腐真菌,其漆酶(laccase)、锰过氧化物酶(manganese peroxidase)和木质素过氧化物酶(lignin peroxidase)系统支撑着基于发酵的生物过程:在固态发酵(solid-state fer

  
Trametes polyzona是一种白腐真菌,其漆酶(laccase)、锰过氧化物酶(manganese peroxidase)和木质素过氧化物酶(lignin peroxidase)系统支撑着基于发酵的生物过程:在固态发酵(solid-state fermentation)和深层发酵(submerged fermentation)条件下进行污染物生物修复、废水处理和酶生产。其提取物还表现出抗氧化、抗菌和细胞毒性活性。该领域的结构如何构建,以及其在应用方向上取得了多大进展,尚未得到检验。研究人员分析了Scopus和Web of Science数据库中收录的64篇出版物(1991–2025年),使用了Bibliometrix R工具(v4.3.2)和VOSviewer(v1.6.20)。自2005年以来,产出稳步增长,领先国家为泰国、比利时和南非。关键词共现分析(119个术语,3253条连线)解析出五个聚类:漆酶催化与固定化(39个术语);木质素分解酶系统与菌株表征(27个);比较白腐真菌学与废水处理(23个);染料脱色与毒性评估(21个);以及酶纯化与表征(9个)。战略图将漆酶介导的酚类氧化和染料生物降解定位为驱动主题(motor themes),而生物活性研究则仍属于利基主题(niche themes)。该领域已从酶学描述转向固定化和基于反应器的处理,但在所分析的64篇记录中,物种特异性反应器证据仅依赖于一项实验室气升式研究,且未报告体积产率、氧传质或经济数据。基因组学和代谢组学资源仍然匮乏,这明确了发酵导向研究的优先方向。
3. 结果与讨论
3.1 文献计量分析
该综述基于从Scopus和Web of Science检索到的64篇关于T. polyzona的文献(1991–2025年),涉及234位作者、979个Keywords Plus词和198个作者关键词。原创研究文章占主导地位(59篇,92.2%),其余为两篇数据论文、一篇书籍章节和两篇综述,分布在54种来源中。平均每篇论文有5.02位作者和38.19次引用,国际合著比例为35.94%。这些数据表明这是一个专门但持久的领域,规模不大但三十年来持续活跃。年度发文量和被引量显示出自2005年以来的稳步增长,其中2007–2012年高被引期主要归因于单一参考菌株C. polyzona MUCL 38443的工作,而2020–2021年的第二个峰值则源于各地分离新菌株并进行本地废物处理的研究。作者群体集中在三个小组:Penninckx(布鲁塞尔自由大学)和茨瓦内团队(Coetzee, Kasonga)在发文量上领先,而Cabana和Jones(舍布鲁克大学)则以四篇关于漆酶固定化的论文获得597次引用,影响力最高。
3.2 来源、国家和高被引出版物
发表活动集中在少数期刊上,Chemosphere在产出和被引影响方面均居首位,这意味着环境化学而非发酵或生物过程工程期刊的编辑规范塑造了酶学和降解数据的报告方式。通讯作者所属机构集中在十个国家,由泰国、比利时和南非领衔。国际合作强度差异显著:瑞士、加拿大和泰国的国际合著比例超过60%,而南非、尼日利亚、加纳、意大利和墨西哥的国际合著率为零。高被引论文集中于三项方法学路线:用于内分泌干扰物(EDC)去除的酶固定化、受控发酵下的木质纤维素分解酶生产,以及环境条件下的污染物降解。所有高被引研究均涉及酶稳定化或污染物去除,无一涉及菌株遗传学、反应器放大或次级代谢产物生产。
3.3 概念与主题结构
关键词共现分析产生了五个主题聚类。聚类1(红色):漆酶催化、酶固定化和EDC去除,涵盖固定化策略和酚类污染物氧化降解两个子主题。聚类2(绿色):T. polyzona、木质素分解酶系统和菌株表征,包含物种当前名称、木质素分解酶谱系以及培养条件词汇。聚类3(蓝色):C. polyzona、比较白腐真菌学和废水处理,物种以其旧名出现,并与其它白腐真菌属共同出现。聚类4(黄色):染料脱色和转化产物毒性评估,特点是分析性词汇如细胞毒性、高效液相色谱和质谱与降解术语共存。聚类5(紫色):酶纯化和生化表征,是最小的聚类,锚定于通用描述词“白腐真菌”。时间叠加图显示,研究焦点从分类学和染料去除转向酶中心研究,再到固定化技术,最终转向工业持久性有机污染物的处理。战略图将真菌鉴定、漆酶催化和染料生物降解定位为驱动主题,而生物活性研究则为利基主题。
3.4 T. polyzona的生物技术与工业应用
命名法碎片化造成了结构性分裂:同一生物体因研究发表时间不同而以不同名称记录,导致共现网络中基础性工作与应用性工作看似结构断裂。定量基准测试显示,T. polyzona的漆酶滴度在深层培养中可达156.3 U/mL,与优化的T. versicolor和P. sanguineus相当,但其异源表达滴度低约两个数量级。水解酶活性则远低于Trichoderma和Aspergillus参考体系。环境应用方面,污染物去除研究范围广泛,但在去除速率、负责酶的种类以及去除是否等同于解毒等方面存在显著分歧。EDC去除是技术最成熟的路线,已在连续流系统中实现操作。制药污染物去除方面,T. polyzona并非最有效的生物体。在土壤生物修复、工业生物催化、绿色化学和药理学应用中,该物种展现出潜力但数据有限。关于微生物联合体的研究在索引频率上处于边缘地位,但产生了整个语料库中最强的应用结果。代谢工程和表达底盘方面,分子水平工作极为有限,仅有三个木质素分解酶基因被鉴定,两个异源表达研究,且无基因组组装或转录组数据。放大考虑因素方面,可归因于该物种的反应器数据仅来自一项实验室气升式系统研究,缺乏体积产率、氧传质系数或经济评估数据。
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