“營養(yǎng)強化及營養(yǎng)標簽制作”綜合性實驗的設(shè)計與實施

白 晨，司曉晶，崔琳琳，韓 梅，馮華峰，黃

（上海商學院 食品系，上海 200235）

改革開放后，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國人口特別是城市人口中慢性非傳染性疾病發(fā)病率急速升高，60 歲以上居民，一種及以上慢性疾病患病率達到76.3%，其中城市人口達到79.6%[1]。慢性非傳染性疾病具有病程長、不能自愈、不易徹底治愈等特點，是影響國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重大公共衛(wèi)生問題。2017 年1 月國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)中國防治慢性病中長期規(guī)劃（2017—2025 年） 的通知，希望通過各方共同努力有效控制慢性病，到2025 年，30～70 歲人群心腦血管等慢性疾病導致的過早死亡率較2015 年降低20%，有效控制慢性病疾病負擔[2]。《2018 全球衛(wèi)生統(tǒng)計報告》顯示，2016 年全球71.93%的死亡源于慢性疾病[3]。導致慢性疾病發(fā)病的主要原因是由于經(jīng)濟快速發(fā)展導致的居民生活、飲食習慣的巨大改變，包括長期的不良生活、飲食習慣、環(huán)境因素及精神壓力等，其中飲食營養(yǎng)不均衡是重要原因之一[4-5]。為降低慢性非傳染性疾病的發(fā)病率，發(fā)達國家在經(jīng)濟發(fā)展的同時在居民飲食習慣、營養(yǎng)教育方面均有較大財政投入。日本在提高國民營養(yǎng)改善意識的營養(yǎng)教育工作的同時，由日本厚生省制定了和發(fā)布《成人病對策》來提高日本國民對慢性非傳染性疾病的早期預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)意識[6-7]。以美國、色列、巴西、澳大利亞等國家先后頒布了食品營養(yǎng)標簽強制標識法案幫助居民在購買食品時能夠較清楚地了解到食品的營養(yǎng)成分構(gòu)成[8]，以達到平衡膳食、預(yù)防慢性非傳染性疾病發(fā)生的目的。經(jīng)過多年的發(fā)展，越來越多的國家政府認識到食品營養(yǎng)標簽的重要性，根據(jù)《世界貿(mào)易組織貿(mào)易技術(shù)壁壘協(xié)議》 統(tǒng)計，2001—2012 年食品標簽通報情況中特殊食品中過敏原、有機食品、轉(zhuǎn)基因食品、保健品和營養(yǎng)標簽分別占總食品標簽比例的0.6%，2.9%，3.8%，1.5%，14.1%，共計占比22.7%，其中營養(yǎng)標簽的比例最大[9]。我國衛(wèi)生部于1999 年開始營養(yǎng)標簽相關(guān)的調(diào)研工作，2008 年5 月1 日實施《食品營養(yǎng)標簽管理規(guī)范》，2011 年10 月12 日將原有規(guī)范上升為《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽通則》 （GB 28050—2011）。2013 年1 月1 日起，我國進入強制執(zhí)行食品營養(yǎng)標簽標識國家行列，這一標準的實施將在引導國內(nèi)消費者正確消費和提升我國食品工業(yè)整體水平上產(chǎn)生重要意義[10]。

“食品營養(yǎng)學”是國家教育部教學指導委員會頒布的我國食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全等食品科學類本科專業(yè)的共同專業(yè)必修課程，在食品科學人才培養(yǎng)中具有極其重要的地位。其知識體系主要包括營養(yǎng)素的種類及功能等營養(yǎng)學基礎(chǔ)理論及食品營養(yǎng)強化、社區(qū)營養(yǎng)等應(yīng)用技術(shù)兩大部分。食品營養(yǎng)學常規(guī)實驗項目包括食品營養(yǎng)成分分析、強化食品的設(shè)計制作、膳食調(diào)查、食譜編制等內(nèi)容，占總學時的20%～30%，在常規(guī)教學中，各實驗項目獨立完成。在此次教學改革中，該課程開設(shè)在大學本科三年級第二學期，學生已修完“生物化學”“食品化學”“食品工藝學”等前期專業(yè)課程，具有完成綜合性實驗的基本能力，為提高學生學習興趣及對知識的應(yīng)用能力，并使課程內(nèi)容與現(xiàn)階段社會對食品專業(yè)人才知識需求準確對接，將實踐教學設(shè)計為12 學時的大型綜合實驗。以近年來食品企業(yè)及消費者共同關(guān)注的熱點問題——營養(yǎng)標簽為載體，將營養(yǎng)強化食品加工內(nèi)容與營養(yǎng)標簽制作組成的綜合實驗，旨在改變現(xiàn)有獨立實驗較為枯燥，缺乏對學生知識的綜合運用能力養(yǎng)成的弊端。選取學業(yè)成績高、中、低平均分布的15 名學生（3 組） 分別完成實驗，優(yōu)化實驗流程的同時對實驗產(chǎn)生的效果和學生的體會進行了綜合評價。

1 材料與方法

1.1 儀器

DT208 型和KT60 型蛋白質(zhì)分析儀、Fiber-E 膳食纖維分析系統(tǒng)、ST310 型脂肪測定儀、MJ22 型快速水份測定儀、MS105DU 型電子天平、BGZ-30 型烘箱、SX2-4-10GJ 型馬弗爐、KMS-151E KEEZO 型磁力攪拌器、HH-6 型恒溫水浴鍋、坩堝、干燥皿、研缽、濾紙、干燥器、pH 計、脫脂棉等。

1.2 試劑

福斯賽諾凱氏定氮法催化劑（3.5 g K2SO4和Cu-SO4·4H2O），硼酸溶液（2%），氫氧化鈉，混合指示試劑（0.1%甲基紅乙溶液，0.5%溴甲酚綠混合），無水乙醚，鹽酸標準滴定溶液（0.05 mol/L），硫酸鉀，五水硫酸銅，無水乙醇，重絡(luò)酸鉀，2 - （N - 嗎啉代）乙烷磺酸，三羥基氨基甲烷，乙酸，溴甲酚綠，石油醚，丙酮（實驗試劑均為分析純）；熱穩(wěn)定α -淀粉酶，蛋白酶，淀粉葡萄糖苷酶，酸洗硅藻土。

1.3 實驗工作的前期組織

綜合實驗啟動安排在“食品營養(yǎng)學”課程授課學期，在開課的第4～5 周。教師要在了解學生基本學情后布置實驗工作，實驗小組由4 名學生自由組合產(chǎn)生，教師根據(jù)學生的學業(yè)成績可進行適當調(diào)整。要求實驗小組共同討論確定產(chǎn)品名稱，撰寫實驗方案，并確定小組負責人及實驗工作分工。前期準備工作在第8～12 教學周完成，要求學生閱讀包含《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽通則》 《食品營養(yǎng)強化劑使用標準》 （GB 14880—2012） 及5 篇以上相關(guān)參考文獻，了解我國居民營養(yǎng)素缺乏情況及市場食品營養(yǎng)標簽的標識情況，撰寫實驗方案，產(chǎn)品設(shè)計中必須包含一種營養(yǎng)強化劑的添加內(nèi)容。前期準備工作結(jié)束后學生提交詳細的操作性實驗方案及調(diào)研報告，內(nèi)容包括：①《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽通則》實施的意義調(diào)研報告；②食品的設(shè)計理由及制作方案；③食品成分的測定方法及操作步驟；④實驗數(shù)據(jù)的處理及食品營養(yǎng)標簽的制作步驟；⑤參考文獻。教師結(jié)合實驗室的實際條件，學生基本能力，對實驗方案的可行性進行評估。學生對實驗方案進行優(yōu)化修改后經(jīng)教師批準后進入實驗實施階段，實驗一般安排教學周后4 周，要求理論知識講授基本結(jié)束。

1.4 實施步驟

實驗實施安排在第13～16 教學周，考慮到實驗內(nèi)容的連續(xù)性，要求學生自主選擇3 個教學工作日完成，必要時可利用周末時間。

1.4.1 產(chǎn)品設(shè)計與制作

產(chǎn)品設(shè)計要求學生在課余時間討論完成，產(chǎn)品制作時間為0.5 個教學工作日，學生按前期確定的實驗方案完成材料購置，按工藝流程完成食品的制作。制作后的產(chǎn)品用于食品營養(yǎng)成分的測定。

1.4.2 食品營養(yǎng)成分的測定

該實驗要求學生在制作營養(yǎng)標簽時必須包含《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽通則》中要求強制標示內(nèi)容。學生通過實驗必須獲得食品樣本的營養(yǎng)成分含量包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物，能量通過供能營養(yǎng)素含量計算獲得，鈉含量通過食品配方通過食物成分表查表計算獲得。同時，對于在營養(yǎng)標簽中涉及標示其他營養(yǎng)成分、營養(yǎng)聲稱和營養(yǎng)成分功能聲稱等的實驗小組，必須按法規(guī)要求給出實驗數(shù)據(jù)。

（1） 蛋白質(zhì)、脂肪、水分、灰分及膳食纖維含量的測定。食品中蛋白質(zhì)的測定采用GB 5009.5—2010（凱氏定氮法）[11]，脂肪的測定采用GB 5009.6—2003（索氏抽提法）[12]，灰分測定采用GB 5009.4—2010 方法[13]，膳食纖維GB/T 5009.88—2008（按酶重量法）[14]，水分測定采用快速水分測定儀測定。

（2） 食品中碳水化合物的含量計算。食品中碳水化合物含量采用計算法。

（3） 食品中能量的計算。

（4） 食品中鈉及其他營養(yǎng)素的含量。采用查找法《中國食品成分表》中查樣品配方中各成分中鈉的含量，計算100 g 成品中鈉的含量。其他營養(yǎng)素含量計算方法同鈉含量。

（5） 實驗數(shù)據(jù)表格。設(shè)計基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)表格，要求學生在實驗結(jié)束后記錄實驗數(shù)據(jù)并按營養(yǎng)標簽要求完成數(shù)據(jù)修約表。

數(shù)據(jù)修約表見表1。

表1 數(shù)據(jù)修約表

1.4.3 食品營養(yǎng)標簽的制作

（1） NRV 值計算。

營養(yǎng)素NRV 參見《中國食品標簽營養(yǎng)素參考值》。

（2） 營養(yǎng)標簽的制作。

營養(yǎng)標簽標準規(guī)格見表2。

表2 營養(yǎng)標簽標準規(guī)格

（3） 營養(yǎng)聲稱。實驗要求學生在產(chǎn)品設(shè)計中進行1 種營養(yǎng)素的強化，并根據(jù)《通則》按要求對實驗樣品標識“聲稱”內(nèi)容。

2 結(jié)果與分析

食品樣本的設(shè)計采取學生自主選擇教師審核的原則，由于食品樣本的設(shè)計與制作不是綜合設(shè)計實驗的重點，建議根據(jù)實驗室條件，選擇易于實施的食品樣本，如焙烤、飲料等食品。在產(chǎn)品設(shè)計中，重點關(guān)注學生對運用食品強化食品章節(jié)知識的運用，對其強化劑的選擇理由、添加工藝合理性進行審核。對強化計量是否達到食品營養(yǎng)標簽中符合“聲稱”的含有量給予提示。對于食品營養(yǎng)標簽中涉及的反式脂肪酸標示內(nèi)容，由于國標測定方法較為復(fù)雜，耗時較長在此次實驗中不推薦測量，結(jié)合食品營養(yǎng)學中反式脂肪酸對人體不良作用的章節(jié)內(nèi)容，提醒學生選擇不含反式脂肪酸的食品原料。食品中鈉含量選擇計算方法，進一步深化學生對《食品成分表》的運用能力。

食品營養(yǎng)成分的測定方法選擇國標方法，學生可根據(jù)食品分析、儀器分析等前期課程實驗手冊自行完成測定，測定前必須制定詳細的實驗方案，經(jīng)指導教師審核。

綜合實驗的前期工作非常重要，教師在審核學生實驗預(yù)案時必須嚴格把關(guān)，要求學生在前期準備階段認真學習《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽通則》，食品營養(yǎng)強化劑使用標準及營養(yǎng)成分測定國家標準，課時條件允許情況下可以安排0.5～1.0 個課時的食品營養(yǎng)標簽理論學習。要求學生以書面論文形式總結(jié)學習收獲，認真了解我國預(yù)包裝食品營養(yǎng)標簽的各項要求。建議實驗小組在實驗準備階段要收集與本小組設(shè)計樣本類似食品，實際了解食品營養(yǎng)標簽的內(nèi)容。由于實驗設(shè)計學時為3 個教學工作日，樣本制作實驗要求連續(xù)完成，食品營養(yǎng)成分測定項目較多，實驗小組學生要對檢測項目進行分工協(xié)作，以減少實驗時間。為更好地把握學生實驗情況，教師要求學生提供較為詳細的原始實驗數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)修約表格，并在實驗報告中對實驗結(jié)果進行討論。教師可針對實驗中的難點，如NRV 及“聲稱”部分，設(shè)計相關(guān)思考題要求學生實驗后完成。

3 結(jié)語

“食品營養(yǎng)學”是我國食品科學相關(guān)專業(yè)的共同核心課程，課程一般安排在三年級第二學期。作為高年級專業(yè)課，以綜合性大實驗的形式安排到教學活動中，在非關(guān)鍵實驗內(nèi)容上給予學生一定的自主性，可以提升學生興趣，提高學生對專業(yè)知識的綜合運用能力。作為學生實驗，其知識性、趣味性、實驗結(jié)果的再現(xiàn)性、實驗時間的可行性都是非常重要的。實驗選擇15 名3 小組（按學業(yè)成績高、中、低分組） 的學生進行了嘗試性實施，總結(jié)了實驗進行中教師關(guān)鍵教學點，在實驗結(jié)束后以問卷形式對學生在實驗中存在的問題及完成情況進行調(diào)查，總結(jié)分析問題，對實驗整體設(shè)計進行改進。通過對實驗實施過程的仔細觀察及對實驗后學生體會的綜合考查發(fā)現(xiàn)：①實驗設(shè)計進度合理。高年級本科學生對實驗所用儀器在前期課程中均已使用過，實驗操作經(jīng)過前期復(fù)習和準備可以有條不紊地在設(shè)定時間內(nèi)完成實驗工作；②實驗的前期準備對實驗完成情況影響較大，教師必須對學生實驗方案進行細致審查，與學生做充分的交流討論；③為保證實驗時間節(jié)點，食品成分測定步驟中的蛋白質(zhì)測定、脂肪測定、膳食纖維測定需要在小組內(nèi)分工完成，實驗小組在實驗前要有明確的分工計劃表，營養(yǎng)成分的檢測中膳食纖維的測定耗時較長，建議學生要提前完成樣品制備和試劑準備工作；④實驗內(nèi)容充實、緊湊，較一般課程實驗更能激發(fā)學生對食品營養(yǎng)學前沿應(yīng)用技能的學習興趣，學生能夠積極主動地完成課前預(yù)習及對實驗結(jié)果的分析討論。學生十分認同綜合實驗項目代替固定實驗項目的教學改革內(nèi)容。

通過實驗，學生能夠?qū)⑹称贩ㄒ?guī)、食品成分分析及食品營養(yǎng)學知識綜合運用，利于學生綜合能力的提升。