汪 涛 任迪峰 张 琨 佘星星
(北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083)
“现代食品加工技术”是食品科学与工程学科的专业基础课之一,主要介绍食品加工业新型技术的基本原理、食品加工设备及其在食品工业中的应用,内容涵盖了现代分离技术(超临界、膜分离、分子蒸馏、色谱分离等)、灭菌技术(超高压、辐照、高压脉冲电场、磁场等)微胶囊技术、食品纳米加工技术及纳米包装材料、食品安全检测与溯源等前沿技术,以及这些技术在食品加工、分离和品质分析中的应用。“现代食品加工技术”课程具有信息量大、前沿性强、学科交叉多、知识面广等特点,结合这些课程特点,对“现代食品加工技术”课程进行教学改革,可以增强学生们学习的兴趣和积极性,使他们在步入食品行业工作岗位之前能够较为系统地掌握现代食品加工技术基础理论和实践知识。笔者根据自己多年的教学和研究经验,从教学内容、教学方法、考核形式等方面,对“现代食品加工技术”课程创新性教学进行了探讨。
根据教学大纲的要求,教材通常是系统叙述学科内容的基本资料,通过完整、科学的知识体系让学生们掌握扎实的基础理论和相关技能。对于大学一、二年级的学生而言,这些坚实的基础知识积累是十分必要的,而对于大学三、四年级和研究生而言,他们面临的首要任务就是通过专业课的知识衔接,尽快地掌握、熟悉将来工作岗位所需的专业知识技能。随着社会科技和经济全球化的发展,目前食品行业和生产企业运用新兴技术和先进设备的更新速度很快,大学专业课教材的部分内容由于时间所限,对于当前食品行业的新技术、新成果而言,往往有一定的滞后性[1]。
这就要求在专业课程教学过程中,一定要与时俱进,跟踪社会需求热点,对教材中所缺内容进行及时补充和更新,尤其是新技术的发展和应用现状。例如,由于膜分离技术在食品行业应用中具有能在常温下操作、无需外加任何反应物质、适应性强等诸多优势,已被广泛应用于自来水处理、果汁浓缩、味精提纯、啤酒除菌等生产中。又如,作为常规分离方法的替代方法,超临界流体技术在萃取和蒸馏过程中具有广阔的应用前景。超临界萃取可以在接近室温及CO2超临界流体的保护下进行提取,提取过程不使用有机溶剂,萃取物没有溶剂残留,可以有效地防止热敏性物质的氧化和损失,等等。像这些新技术都应及时补充在教学内容中。因此,在教材建设方面,笔者尽可能借鉴国外相关优秀教材,糅合国内外最新的科研动态,以及国外大型食品企业的生产实践,整理、补充和完善课程各章节的基础理论和应用实例,删除过时的内容,简化理论叙述过程,充实了学生的学习内容,将阐述理论与培养学生能力结合起来,突出知识的时效性及内容的实用性,为正式出版配套的研究生教材奠定了基础。
我国林业食品资源有8000多种,包括木本、藤本、草本、真菌、可食动物等,食品资源十分丰富。如长白山林区富含大约2800万t森林食品原料,每年可开发利用的部分至少有280万t,其中包括80万t树汁类,60万t野果、酒料类,40万t山野菜类,5万t食用菌类,其他食品资源约95万t,具有巨大的可开发空间[2]。作为绿色食品的重要组成部分,森林食品同时也是最洁净的食品原料。但是,由于传统加工技术所限,很多资源都没有得到很好地加工和利用。
作为我国培养林业高级人才的摇篮,高等林业院校凭借现代化的科学技术和我国丰富的林产食品资源,在林产品加工研究方面已经取得一定的研究成果,但仍无法满足市场的需求。所以,“现代食品加工技术”课程应注重这些方面的内容,甄选适合林产品加工的技术进行实例讲解,如利用生物分离、超高压灭菌、微胶囊、纳米加工、超临界、色谱分析等现代食品加工技术,可以提取野生植物的功能性因子,提高产品的经济附加值和竞争力。例如核桃在我国的年产量大约为30万t,其中核桃仁提取的核桃油对动脉硬化有良好的预防功效。传统的液压制油或己烷萃取制取核桃油,不仅效率低,而且对核桃油和核桃粕品质均有负面的影响。采用超临界CO2流体萃取技术,避免了核桃蛋白的变性,可以有效提高核桃油的质量和产油效率[3]。此外,沙棘在我国分布范围广泛,富含人体所必需的多种营养活性物质,采用气相色谱—质谱法可以定性、定量分析鉴定沙棘籽油和沙棘果油中的脂肪酸组成及各成分的含量[4]。同时,课程中还可以结合国内外农林产品深加工企业的生产及应用实例,针对特色林产资源,精选适合的新兴加工工艺、设备和检测、分析技术,充实教学内容,更有利于带动学生学习研究的兴趣,培养“专、尖、精”的林业人才。
目前,国外在现代加工技术方面的研究和应用远远领先于国内,用英语教学的形式介绍国外最新的研究技术、高新设备、新型产品,可以使学生在扩大知识面、开阔视野的同时,提高英语专业词汇量,增强其阅读和听说能力。在课堂上,教师可以通过多媒体课件的演示,用动态的画面、鲜艳的色彩、直观的图形与同步的声音,加深学生对教学内容的理解,把抽象的问题具体化,把枯燥无味的问题趣味化,激发学生的学习兴趣和热情,让学生了解最前沿的科研动态,把握研究方向。
课程的呈现需要做到生动、有趣、活泼,达到“寓教于乐”的目的,笔者在“现代食品加工技术”的教学中,曾尝试提前2~3个星期通知学生们选定自己感兴趣的专题,通过查找有关资料信息,准备Power-Point演示文稿;最后拿出一部分课堂时间,让同学们自己上台来介绍给大家,老师和其他同学一起对所介绍的内容进行提问。这种设立课程专题的方式,不仅极大地提高了学生的学习积极性,也使学生在查找资料、准备讲解专题的过程中,通过实践掌握了学习的正确方法,提高了自主学习的能力。
例如,有学生作了微胶囊技术的专题报告,详细地分析了微胶囊技术的特点:微胶囊化的碳酸氢钠可使碳酸氢钠在特定的条件下释放出来,从而赋予焙烤制品蓬松的体积和松脆的质构;使某些性质不稳定的维生素和甜味剂等微胶囊化后,保存性能得到极大改善,利于贮存、运输和应用;微胶囊化防腐剂,避免防腐剂与食品直接接触,另一方面利用微胶囊的缓释作用,缓慢释放出防腐剂以达到杀菌的目的。还有的学生在专题报告中介绍了电子鼻和电子舌在优劣葡萄酒的感官评价中具有的广泛的应用前景。电子鼻和电子舌的组成部分包括化学传感器和适宜的模式识别系统,可以从葡萄酒样品的响应信号得到样品的综合评价信息,不仅可以对不同葡萄酒样品的口感和香气信息进行对比分析,还可以通过采集标样信息建立数据库,利用化学计量学方法对葡萄酒样品进行定性和定量分析[5]。这些专题报告都是学生们自己感兴趣的题目,所以,在分析和讨论的互动过程中,能充分发挥学生的主动性、独立性和创造性,这种设立课程专题的形式可以培养学生具备科学研究所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析能力及解决问题的能力[6]。
近年来,一些高新食品加工技术在大型食品企业中已得到应用及推广,并取得了很好的经济效益。为了加强学生们对于未来工作的认识和自信心,笔者结合高新加工技术在食品企业成功应用的实例,多次聘请食品企业里具有实践经验的校外专家为学生们进行行业前沿技术讲座,并针对实际问题进行分析和讨论。学生通过向专家学习本专业相关行业的最新技术,直接感受科研和工作氛围,调动了学生的主动性和积极性,学以致用、学用结合;同时还弥补了目前教学内容与实际的食品加工技术相比有不同程度的滞后的弱点,提高了学生解决问题的综合能力和实践能力。这样的教学活动避免了教学形式的枯燥,使课程教学内容具有了一定的深度,也让教师和学生在学习的同时,对加工新技术的前沿动态更加了解,增添了对未来科研和就业的自信心。
考试是教学过程中的一个重要环节,是检查学生对所学知识或技能掌握程度的主要形式,也是反馈教与学信息的有效途径,在促进学生学习、改进教师教学、提高教学质量等方面都有着重要的意义[7]。根据“现代食品加工技术”的课程特点,笔者在考核形式上做了一些尝试,变闭卷考试为学术报告,目的是锻炼学生撰写论文、制作PowerPoint演示文稿、展示自我表达的综合能力,同时也是让学生们真正地把兴趣和学习结合起来,调动其学习的积极性。每次学术报告后,让学生们对其他同学的报告就内容、PPT制作、表达等各方面打分,以学生评价学生的方式,让学习成绩的客观公平有了保障。而在学术报告之后的论文撰写,培养了学生查阅文献、撰写论文的能力,促进了学生的全面发展,为他们发表论文、进行科学研究打下了基础。考核方式的改革较合理、公正地反映了学生的成绩,受到了学生的欢迎,也促进了学生在知识、能力、素质方面的协调发展。
[1]王开峰.“环境影响评价”课程中案例教学的研究与实践[J].广东化工,2011,38(5):280-281.
[2]江德森,牛佳牧,姜贵全.长白山森林食品资源产业化开发及模式研究[J].林业经济,2003(9):60-62.
[3]王丰俊,王建中.核桃综合深加工的思路与技术评价[J].中国油脂,2005,30(1):17-20.
[4]薄海波,秦榕.沙棘果油与沙棘籽油脂肪酸成分对比研究[J].食品科学,2008,29(5):378-381.
[5]许春华,肖作兵,牛云蔚,等.电子鼻和电子舌在果酒风味分析中的应用[J].食品与发酵工业,2011,37(3):163-167.
[6]齐民华.“功能高分子材料”课程教学改革的思考[J].广州化工,2011,38(5):267.
[7]马明国,蒋建新.“生物质能源利用原理与技术”教学改革初探[J].中国林业教育,2009,27(4):64-67.