崔麗偉,劉俊桃,舒友琴,胡 平
(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南 鄭州 450046)
《食品理化分析》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的綜合性課程,該課程一般開設(shè)于大二下學(xué)期,主要講授食品分析基本知識、樣品采集與處理、食品的物理檢驗(yàn)法、食品營養(yǎng)成分的分析測定、有毒有害物質(zhì)的測定、添加劑的測定等內(nèi)容[1]。根據(jù)我校食品質(zhì)量與安全人才培養(yǎng)方案,該課程占據(jù)核心地位。在實(shí)際教學(xué)過程中,學(xué)面臨著滯后于實(shí)際需要、學(xué)生動(dòng)手能力差等問題。本著以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則,有針對性地向?qū)W生講授食品分析知識和方法,為此,深化課程教學(xué)改革,不斷提高教學(xué)質(zhì)量,本文主要從教育內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革探索。
教學(xué)內(nèi)容決定了人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低,學(xué)生所學(xué)知識的多少和技能的把握與其密切相關(guān)。食品成分復(fù)雜,且由于不規(guī)范使用食品添加劑、違法添加非食品原料,致使食品安全事故頻出,面對復(fù)雜的食品分析任務(wù),為了處理好有限學(xué)時(shí)和內(nèi)容繁多之間的矛盾,提高學(xué)生相關(guān)知識和技能的掌握,對教學(xué)內(nèi)容的改革主要從以下幾方面進(jìn)行:
依據(jù)我校人才培養(yǎng)方案,要求學(xué)生能夠掌握食品分析相關(guān)知識和技能,為教學(xué)內(nèi)容改革指明方向。授課內(nèi)容要處理好基本、綜合和創(chuàng)新三個(gè)層面的關(guān)系,重點(diǎn)講解基本理論知識、適時(shí)引出綜合性知識,鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新知識。為此,教師應(yīng)本著“必需”、“夠用”的原則對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行精簡、融合和優(yōu)化。
食品理化分析開設(shè)的前期課程有分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、食品化學(xué)、儀器分析等,通過前期課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對一些基本知識和技能有所掌握,例如分析方法的評價(jià)、有效數(shù)字的處理、蒸餾、提取、濃縮的操作、原子吸收光譜儀、色譜儀的使用。在進(jìn)行食品分析教學(xué)過程中,要注意與已學(xué)知識相聯(lián)系,對學(xué)生已掌握和了解的內(nèi)容不再重復(fù)講授或僅做簡要回顧或要求課前復(fù)習(xí)相關(guān)章節(jié)以節(jié)省學(xué)時(shí)。例如學(xué)生在大一《有機(jī)化學(xué)》中已開設(shè)《茶葉中咖啡因的提取》實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,采用索氏提取法提取,那么在講解食品中脂肪含量的測定時(shí),采用GB 5009.6-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》中的第一法即索氏提取法對樣品中脂肪進(jìn)行提取時(shí),可回顧性講解索式提取器的操作使用方法及提取原理。
由于一些新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)和不斷完善,國家標(biāo)準(zhǔn)方法也不斷更新變換,致使食品分析是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的學(xué)科,其所用教材不可避免地帶有滯后性。在教材選取方面,優(yōu)先選取最新出版的規(guī)劃系列教材。在教學(xué)內(nèi)容方面,除了要要向?qū)W生介紹經(jīng)典的、傳統(tǒng)的分析方法外,還要適時(shí)補(bǔ)充一些新的檢測方法和手段,這樣可以使學(xué)生及時(shí)全面地了解最前沿的檢測方法,擴(kuò)寬學(xué)生的視野,還可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[2]。例如,由于燃燒法能夠快速準(zhǔn)確測定蛋白質(zhì)含量,國家標(biāo)準(zhǔn)于2010年將燃燒法作為蛋白質(zhì)測定的第三法。此外由于儀器性能的不斷提高、分析方法的不斷完善,在同一條件下,多種組分可以同時(shí)達(dá)到分離分析的目的,例如2018版國標(biāo),可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對食品中維生素A、D、E的測定。因此,在教學(xué)過程中,需及時(shí)地補(bǔ)充新方法、新技術(shù),,以拓寬學(xué)生的知識面。
近年來,食品質(zhì)量與安全專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)去向主要有檢測機(jī)構(gòu)、生化制藥企業(yè)、食品企業(yè)等,從事常規(guī)理化分析檢測、食品添加劑測定以及質(zhì)量控制等工作,采用方法大多是國家標(biāo)準(zhǔn)方法[3]。每個(gè)檢測指標(biāo)一般都有多個(gè)國標(biāo)方法,且不同方法間在適用對象、原理、所用儀器設(shè)備等方面不盡相同。為此,在教學(xué)內(nèi)容選擇上要注意與學(xué)生將要進(jìn)行的工作實(shí)際緊密結(jié)合,以常用國標(biāo)方法為依據(jù),進(jìn)行重點(diǎn)、細(xì)致地講授。對于那些適用范圍小、準(zhǔn)確度低、操作繁瑣等不常用的方法,只做簡單介紹,例如巴布科克式法測定乳品中脂肪含量,以被國家標(biāo)準(zhǔn)取消。另一方面,針對部分學(xué)生在創(chuàng)新研究與畢業(yè)論文反映出對組分測定原理不明確、儀器設(shè)備使用不熟練、數(shù)據(jù)處理不規(guī)范等問題,在教學(xué)過程要注意對相關(guān)知識的重點(diǎn)講解。
細(xì)化教學(xué)目標(biāo),要求學(xué)生掌握各分析方法的基本原理及相關(guān)技能,這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)固的基礎(chǔ)知識,在一定程度上避免出現(xiàn)"考前突擊,考后就忘"的局面,有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度,適應(yīng)工作需求。
學(xué)習(xí)食品分析方法,首先要掌握分析方法的原理,這是熟練掌握分析測定的基礎(chǔ)。食品分析方法的原理理論性、概括性較強(qiáng),不易于學(xué)生理解。此時(shí),可將原理分解為各個(gè)實(shí)驗(yàn)操作單元,再通過各個(gè)單元的講解,最后串聯(lián)總結(jié)整個(gè)過程,對照原理,便于學(xué)生理解[4]。例如醬油中氨基酸態(tài)氮的測定,由于醬油是個(gè)有色樣品,采用雙指示劑法不能滿足測定要求,故用電位滴定法,實(shí)驗(yàn)過程整體分為樣品總酸的測定、加入甲醛和氨基酸態(tài)氮的測定三部分。首先用標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定至pH值為8.2是為了將樣品滴定至中性;其次,由于氨基酸是兩性物質(zhì),以中性形式存在于樣品中,加入甲醛后,可以固定氨基酸氨基,從而使氨基酸顯示出酸性;最后用標(biāo)準(zhǔn)堿液滴定至pH值為9.2為終點(diǎn)。此外,通過不同分析方法的對比,掌握本質(zhì)的區(qū)別。例如水分含量的測定,不管是直接干燥法、減壓干燥法還是蒸餾法,都是利用水分的揮發(fā)性將水分與非水組分分離,從而進(jìn)行定量測定。
在理解各種分析方法原理的基礎(chǔ)上,依據(jù)分析對象的性質(zhì)、樣品的復(fù)雜程度、分析工作的目的、實(shí)驗(yàn)室條件、分析速度、各種分析方法的靈敏度和準(zhǔn)確度等客觀因素選擇分析方法。方法的選擇是分析工作的第一步,若選擇不恰當(dāng),將對整個(gè)分析工作造成重大影響。[5]例如對食品中脂肪含量的測定,國家標(biāo)準(zhǔn)方法有四個(gè)方法。若給定樣品是乳制品,則只能選用堿水解法或蓋勃式法,而選用索氏提取法、酸水解法則會得到錯(cuò)誤的結(jié)果。此外,對于沒有測定對象區(qū)分的國標(biāo)方法,在拿到樣品后,有些就一味地追求使用昂貴儀器的分析方法,認(rèn)為這樣就能實(shí)現(xiàn)簡便、快速、準(zhǔn)確的測定;有時(shí)不考慮實(shí)際需要而使分析過程復(fù)雜化,增加測定成本。例如選用離子色譜法測定亞硝酸鹽含量。以上例子說明,通過教師的幫助,學(xué)生可以真正學(xué)會怎樣將課堂上學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實(shí)際工作中,通過實(shí)際應(yīng)用,切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平。
準(zhǔn)確度和精密度是評判分析方法的重要指標(biāo)。選擇合適的分析方法后,為了提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確度,應(yīng)注意每一步操作的正確性,分析測定的過程是由一系列操作步驟完成的,每個(gè)步驟的誤差經(jīng)過傳遞,最終反映到測定結(jié)果中去。因此在教學(xué)過程中,要注重過程操作,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。教師應(yīng)該在學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課前作出提示,在實(shí)驗(yàn)課后做歸納總結(jié)。如還原糖的測定,對實(shí)驗(yàn)操作過程中加熱的強(qiáng)度、加熱時(shí)間、滴定速度、沸騰時(shí)間等都有嚴(yán)格要求,否則會影響結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。
分析化學(xué)和儀器分析是與本課程相關(guān)最為密切的兩門的課程,對于分析類課程要注重學(xué)生分析能力的培養(yǎng),主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的記錄的正確性。實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、結(jié)果計(jì)算的靈活性。例如用分光光度法測定火腿腸中亞硝酸鹽含量,配制亞硝酸鹽儲備液時(shí)應(yīng)用分析天平準(zhǔn)確稱取亞硝酸鹽然后進(jìn)行溶解,配制梯度濃度溶液時(shí),應(yīng)用移液管準(zhǔn)確吸收標(biāo)液量,在進(jìn)行樣品前處理時(shí),為了促進(jìn)亞硝酸的溶解加入適量溶劑時(shí),可以粗略計(jì)入一定量體積,最后定容。做分析測定時(shí),要正確操作滴定管、酸度計(jì)、電位滴定儀等儀器和設(shè)備。通過數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的操作,逐步培養(yǎng)和滲透分析意識。
通過實(shí)驗(yàn)操作,得到一組組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),正確處理數(shù)據(jù)是分析檢驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,例如可疑數(shù)字的取舍。在實(shí)際教學(xué)過程中,把數(shù)據(jù)處理作為操作技能的重要組成部分加以訓(xùn)練。通過訓(xùn)練使學(xué)生能夠掌握基本的數(shù)據(jù)處理和分析相關(guān)知識,能夠運(yùn)用Excel、SAS、SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)的相關(guān)性、顯著性等進(jìn)行分析處理。
由于我校將實(shí)驗(yàn)與理論單列,此次對于教學(xué)改革的思考與建議只限于食品理化分析理論課。教學(xué)是為培養(yǎng)人才服務(wù)的,要適應(yīng)形勢的變化。只有掌握較強(qiáng)的理論知識,具備熟練的操作技能、扎實(shí)的基本功和認(rèn)真的工作態(tài)度,才是在社會上具有競爭能力的人才。在教學(xué)中,還需要做更多的工作,教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式等都在不斷地變化中,為此,我們將做出更多努力,學(xué)習(xí)同行經(jīng)驗(yàn),在今后的實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。