程丽 刘祺 宋永

摘    要：“功能性食品”实验课程的主要目标是培养创新型、应用型的高素质人才。文章对“功能性食品”实验教学改革进行了探索和实践。采用基于问题的教学模式和翻转课堂教学模式相结合的教学手段，开展学生自主产品研发实验项目，不仅能培养学生的实践操作能力和创新意识，还能让学生深入到科学研究中，为培养综合型人才奠定基础。

关键词：“功能性食品”;实验教学;PBL;翻转课堂;自主研发性实验

中图分类号：G642      文献标识码：A      文章编号：1002-4107（2022）07-0091-02

随着全球消费者健康意识的日益增强，健康和保健成为快速消费品（Fast Moving Consumer Goods，FMCG）

的核心领域。功能性食品因其特定生理功能以满足人们健康需求且对人体无毒副作用，成为大众所青睐的新兴产品[1]。然而，推出新型功能性食品需要广泛的科学研究和开发活动，亟需相应的专业技术人才。因此，全国各高校食品科学与工程专业相继开设了“功能性食品”课程，旨在为功能性食品产业输送大量具有研发能力的高素质应用型人才，以满足社会需要。

一、“功能性食品”实验教学现状

“功能性食品”是黑龙江大学生命科学学院面向食品科学与工程专业大三学生开设的一门专业课，课程涉及营养学、生理学、化学、工程学和管理学等领域，是食品科学与预防医学相互融合而成的一门应用性较强的综合性课程[2]。“功能性食品”课程不仅要求学生掌握扎实的理论知识、熟练的实验操作能力，还要紧跟科学技术发展前沿。实验教学正是学生应用其理论知识，熟练其操作技能，培养其创新意识、创新思维、创新能力的阵地，也是实现应用型人才培养目标的主要途径[3]。但是一方面由于实验课时较少且内容跟不上当下快速发展的科技水平，另一方面由于学生重理论轻实践，实验课只会按部就班完成固定项目，过于依赖教师，缺乏独立思考和创新意识等问题，使得实验教学很难达到预期效果。

二、功能性食品自主开发产品实验的设计与实施

实验教学是实施创新教育的重要手段，对培养学生的创新能力有重要的作用，教学过程中，尝试从单纯的固定验证性实验向设计性、探索性实验教学模式转变，有利于培养学生的自主创新能力[4]。为改变“功能性食品”实验教学现状，教师将原有的验证性实验向设计性、探索性实验转变——开展自主产品研发性实验。从查阅资料到功效成分制备、功效评定、产品定型、结果分析都由学生独立完成，教师只发挥指导作用。下面以大豆蛋白肽抗氧化功能饮料的研发为例，介绍具体的实施措施。

（一）实验前准备

1.实验原料选择与方向的确定。学生自由组合，5～6

人为1个小组，合作开展实验。通过查找资料，学生发现从大豆、乳清和鱼等多种食物蛋白中提取的生物活性肽产品已在多个国家上市，且多肽具有抗氧化性、免疫调节、辅助降血压、辅助降血糖、降胆固醇、调节肠道菌群、抗癌、抗炎等生理功效[5]。大豆是黑龙江特产，学生在“食品加工工艺学实验”中学习过大豆分离蛋白的制备，所以选择大豆分离蛋白作为制备植物活性肽的原料。在众多的生理功效中，学生选择了他们感兴趣的抗氧化性作为研究内容，进行大豆蛋白肽抗氧化性功能饮料的研发实验。

2.功效成分的制备、分离和纯化。通过文献检索，学生了解到常用的多肽制备方法中有化学降解法、酶解法、微生物发酵法，综合考虑各种方法的优缺点，学生决定采用酶解法制备大豆蛋白肽，并且查找了多种可以用于蛋白水解的酶。分离与纯化部分则根据理论课学过的“蛋白质分离纯化方法”，拟采用凝胶过滤层析进行分离与纯化。

3.功效成分功能评价。关于大豆蛋白肽抗氧化功能的评价，学生根据理论课所学将此内容分为两部分：一部分为体外抗氧化研究;另一部分为体内抗氧化研究。体外抗氧化研究，学生根据文献及人体自由基产生情况选择超氧阴离子、羟基自由基、DPPH清除能力和总还原能力作为大豆蛋白肽体外抗氧化能力验证实验;体内抗氧化实验，学生根据“国食药监保化[2012]107号文件，《抗氧化功能评价方法——试验项目、试验原则及结果判定》”，制定了详细的动物实验方案。

4.产品制备及评价。在饮料设计上，由于大豆蛋白肽特有的苦味和臭味，必须进行调味，学生查找国家标准，包括大豆肽粉（GB/T 22492-2008）、食品安全国家标准饮料（GB 7101-2015）、饮料通则（GB/T 10789-2015）、运动饮料（GB 15266-2009）、食品营养强化剂使用标准（GB

14880-2012）、食品添加剂使用标准（GB 2760-2014）等，最终确定饮料的配方并进行了感官评价。传统感官品评普遍采用加权平均法、总分法等数学方法，这些方法若不使用受过专业训练的感官评价员进行评价很难得到准确结果，为克服传统感官评价方法的缺陷，学生根据模糊数学中的模糊综合评判理论，根据产品感官质量品评的特点建立模糊综合评价模型，对产品质量定级进行有效评估。

（二）实验开展

实驗开展过程中，赋予学生更多的自主权，团队成员都有自己的分工，独立工作的同时更讲究团队合作，尤其是长达30天的动物喂养实验。在大豆蛋白肽的制备实验中，酶的选择需要考虑哪些因素，确定最佳酶解条件，是用正交实验法还是响应曲面法，学生都要经过仔细探讨后决定。在功效成分分离、纯化实验中，凝胶层析系统的搭建（包括凝胶的选择、凝胶用量计算、凝胶溶涨、灌胶装柱、系统平衡）、上样、洗脱、样品收集、检测都由小组合作完成。在抗氧化功效评价实验中，学生需要考虑样品本身物理化学性质（如水溶性、脂溶性、样品本身颜色等）对检测的影响，对检测方法进行改进，以保证检测结果的准确;体内抗氧化实验中动物模型的建立、实验动物操作、最终实验结束各种指标的测定不仅要求学生熟练进行实验操作，更要求团队成员之间的合作。饮料感官评价，需要进行问卷调查等工作，这需要学生具备良好的沟通能力。

（三）实验结束

实验结束后，学生还要学习使用专业的数据处理软件，如SPSS、R语言等对实验数据进行处理，感官评价数据分析鼓励学生使用matlab编程解决复杂的矩阵问题。

总之，通过一个完整的功能性食品自主研发实验，学生不仅能够掌握功能性食品研发的全过程，为将来从事保健品研发奠定基础，更重要的是在这个过程中学生的研发能力、创造能力、团队合作能力都得到了有效的锻炼。

三、“功能性食品”实验教学方法的改革探究

（一） PBL教学模式的应用

1969年，美国Barrows教授首次引入了基于问题的学习（Problem-based Learning，PBL）教学模式，广泛应用于教育领域[6]。PBL教学模式采用了以学生为中心，以问题为导向，以项目为驱动的教学理念，能提升学生的学习兴趣，培养学生自学和分析解决问题的能力，被实验教学所采纳。PBL教学模式核心环节是任务设计，教师在教学过程中，要求学生完成一个自己感兴趣的功能性产品的研发，对于学生来说很有吸引力，想要完成这个项目会产生一系列的问题，比如，开发什么产品，如何进行功效成分提取、分离、纯化，如何进行功效评价等。要解决这些问题，学生必须投入大量精力去研究，实验过程中也会有很多创新的想法和尝试，遇到问题也会主动想办法去解决。在PBL教学模式中，学生组成若干小组，通过共同协作、提出解决问题的最佳方案，教师的角色仅作为一个引导者，在这个过程中，教师会提供给学生必要的帮助，培养了学生团队协作、自主学习和创新等能力。

（二）翻转课堂的应用

互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用，使翻转课堂教学模式变得可行，但大部分应用在理论教学中，在实验教学中应用较少[7]。在“功能性食品”实验教学中尝试使用翻转课堂，学生充分利用网络资源，利用各种网络平台提高自己的学习能力。教师将各类实验教学视频、动物实验操作视频、大型仪器操作视频、实验安全注意事项等通过在线学习平台共享，方便学生实验的开展。比如，大型仪器的使用、动物实验的开展，学生都要观看视频自学后，通过基础实验技能考试才能实施。

结合PBL教学模式与翻转课堂教学模式，开展功能性食品自主研发产品实验，取得了良好的教学效果。通过实验，构建了创新型人才培养的实验教学体系;激发了学生的学习兴趣，调动了学生自主学习的积极性、主动性;培养了学生的独创性思维能力和实验动手能力，为培养创新型、应用型的高素质人才奠定了基础。

参考文献：

[1]  NAZIR M， ARIF S， KHAN R S， et al. Opportuni-ties and Challenges for Functional and Medicinal Bever-ages： Current and Future Trends[J].Trends in Food Sci-ence & Technology，2019，88：513.

[2]  夏恩琴，杨慧.基于创新性实践能力培养的功能性食品学教改探索[J/OL].教育现代化，2019，6（40）：90

[2021-03-16]. https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/index.

[3]  赵颂宁，张燕，马爽，等.“双一流”和工程教育专业认证背景下的功能性食品实验教学改革研究与探讨[J].食品与发酵科技，2019，55（2）：119.

[4]  周艳华，李涛.“功能性食品”课程自主产品开发性实验的教学设计与实施[J].农产品加工，2015，424（1）：86.

[5]  CHALAMAIAH M， ULUG S K， HONG H， et al.Regulatory requirements of Bioactive Peptides （proteinhydrolysates） from Food Proteins[J]. Journal of  Func-tional Foods，2019，58：125.

[6]  BARROWS H S， TAMLYN R M. Problem-basedLearning： an Approach to Medical Education[M].New York： Springer，1980：110

[7]  李學鹏，王金厢，徐永霞，等.《食品化学》教学中“转动课堂”教学模式的研究与实践[J].食品与发酵科技，2017，53（3）：115.

编辑∕丁俊玲