“功能性食品”设计性实验教学方式实施探讨

周泉城+郭衍银

【摘 要】结合食品专业本科生研究生实验教学中设计性实验的开设情况，以“文冠果壳提取物抑制胰脂肪酶活性的半命题试验”为例，探讨了“功能性食品”设计性实验的设计思想、宗旨和实施过程等，对学生在实践能力和创新能力的素质培养的实施、作用和意义进行了分析。着重探讨了实验设计的主要环节和实施的效果，实验方法准确、结果明确，具有科研与探索价值。

【关键词】功能性食品 设计性实验 教学方式 实施

Exploring on Implementation of Design Experiment of Functional Food

【Abstract】Combining with the situation of researching-based experimental teaching for undergraduates and graduate major in food science， the author made useful exploration in the ideas， purpose， and implementing process of design - based experiment on “Functional Foods” which is very important to cultivate student ability of practice and innovation， and take “Inhibition effects of extract from Xanthoceras Sorbifolia Bunge on pancreatic lipase activity” as an example . In this way， it can inspire student interests， and improve their research-based studying ability. At the same time， in order to deepen the teaching reform， it need to further strengthen the building of the experimental teaching staff improve the evaluation system and set up an effective coordination management system.

【Key words】 functional food； design experiment；teaching method；impliment

引言

设计性实验是由教师根据课程内容，确定实验题目，由学生独立设计实验步骤，独自选择实验器材，实验学生自行操作，实验结果学生独立分析，实验结论自我完成，教师负责指导监控考核的一种实验教学模式。其中教师考核评价以学生实验设计的科学合理性，实验分析全面深入性为主。设计性实验旨在培养学生的独立探究能力、创造能力、分析能力等综合研究能力，使学生受到科学方法的系统训练，增强思考力和创造力，培养科研思维、创新意识和实践能力。正因为设计性实验所具有的这些特点，以及社会发展和企业对人才需求的改变，设计性实验在高校中开设的比例逐步提高，来对学生进行创新意识、科研思维的训练。

“功能性食品”是食品专业的专业选修课，主要讲授功能性食品的基本概念、种类及各类功能性食品的开发，使学生在功能性食品研究、开发方面具有较广泛的知识，了解功能性食品开发的相关技术和原则，对典型功能性食品有一个比较全面的认识，使学生在今后的工作中具有开发功能性食品的能力。该课程的预修课程是食品科学，营养学与预防医学，内容涉及功能性食品化学、营养学、生物学、生理学、工程学和管理学等领域的专业课，内容丰富，但实验内容比较单一，难以完全达到该课程的教学目的和充分体现该课程的综合性和应用性，以及调动学生的学习热情和培养学生能力。

本文以“文冠果壳提取物抑制胰脂肪酶活性的半命题试验”为例，探讨了“功能性食品”设计性实验的设计、实施等环节问题。

近年来，文明病开始席卷全球。降脂功能性食品就是应市而生，有十分重要的经济和社会价值。降脂有好多种途径和机制。其中通过抑制胰脂肪酶活性，减少脂肪转化为可以被吸收的较小的分子而被机体吸收而降低脂肪贮存就是一种途径。

本文设计了“文冠果壳不同提取物抑制胰脂肪酶活性的半命题实验”，实验方法由学生和教师共同确定，实验操作由学生独立完成，教师负责监察指导。实验结束后学生提交一份以科研论文方式书写的实验报告。

1 实验内容与方法

1.1实验材料

文冠果购于陕西金道种业有限公司，酪氨酸酶（≥30 U/mg）自合肥博美生物科技有限公司购买，临用前以pH = 6.8磷酸缓冲液配成适宜浓度酶溶液。所用其他试剂均为国产分析纯。FZ102植物粉碎机（天津泰斯特仪器公司）；RE 52-86E旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；SHB-111循环水式真空泵（郑州金育科贸有限公司）；TDL-40B离心机（上海安亭科学仪器厂）；UV-2102紫外-可见分析仪（尤尼柯仪器有限公司）。

1.2实验设计

本实验主要分为3个阶段。

（1） 准备阶段。准备包括两个阶段实验方案设计准备和实验材料准备。第一个阶段由学生自选试验样品，并通过基础知识的掌握和文献检索自行设计实验方案，授课教师提出建议，最后确定方法。第二个阶段则是按实验方案准备实验材料和设备。针对本实验具体表现为①确定文冠果壳提取物的提取工艺；②胰脂肪酶活性测定方法；③文冠果壳提取物对胰脂肪酶抑制实验的实验操作。

（2） 实验阶段。此阶段按实验设计也分为两个阶段。文冠果壳提取物制备是第一个阶段。测定文冠果壳提取物对胰脂酶活性的影响是第二阶段。endprint

（3） 撰写报告。学生撰写论文形式的实验报告。着重实验结果的分析比较，和结论在理论和实践方面的应用。

2 实验结果

2.1文冠果壳提取物提取工艺

黄酮粗提液（A）：石油醚脱脂，液料比5∶1，45%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15 min，取上清液。

黄酮X-5大孔树脂纯化（B）：粗提取液过X-5大孔树脂柱，70%乙醇洗脱。

皂甙粗提液（C）：石油醚脱脂，液料比5∶1，70%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15min，取上清液。

皂甙AB-8大孔树脂纯化（D）：粗提取液经乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取过AB-8大孔树脂柱，70%乙醇洗脱

2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性影响

2.2.1胰脂酶活性测定方法

学生通过查找文献，对比分析确定采用如下方法测定胰脂肪酶活性。在100 mL锥形瓶中加入5 mL 0.025 mol/L磷酸缓冲液（pH = 7.4）和4 mL聚乙烯醇三油酸甘油酯底物乳化液（0.229 g/mL）（抑制剂在此处加入），置于37 ℃水浴保温10 min，加入1 mL酶液（2 mg/mL），反应15 min，加95%乙醇15 mL终止酶反应。加酚酞2滴，用0.025 mol/L NaOH标准溶液滴定至微红色。空白实验的酶液在反应终止后加入。

通过比较有无抑制剂加入情况下，胰脂肪酶活力的差异，就可以得到样品对脂肪酶的抑制率。抑制率计算公式为：抑制率（%）=脂肪酶活力-抑制酶活力）/脂肪酶活力*100。

2.2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性抑制

四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制率测定结果如图1所示。

图1 四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的影响

2.2.3实验报告

研究报告的撰写不同于验证性实验的实验报告，应以研究论文的格式写。注重实验结果的分析和讨论，以及实验结果的理论研究意义和实际应用价值的延展。着重解决“文冠果壳对胰脂肪酶活性是否有抑制效果”和“不同文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制效果是否有区别”的问题。

3 讨论

设计性实验是在验证性实验的基础上发展起来的一种实验教学模式。但其具有验证性试验没有的创新意识，科研思维，综合锻炼，独立实施等特点。因此特别适合在大学生高年级和研究生中开展。开展此实验还具有如下特点：

（1）丰富了教学方式和实验内容。减肥降脂功能性食品是保健食品中较常见的一种，与学生的日常生活也贴近。通过开展设计性实验，丰富了实验教学方式和实验内容，激发了学生的学习热情和潜力。

（ 2） 注重实验过程的独立性和兴趣激发。设计性实验的主旨是设计，即让学生在实验过程中发挥自主性，自己设计实验方案自己完成，教师则是起到督查解惑的作用。此次实验只是对“文冠果壳提取物是否有抑制胰脂肪酶活性”，以及“不同的文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的抑制效果高低”做一个评价，其抑制动力学参数，抑制类型和抑制机理等都没有涉及，这就为学生开展下一步的实验提供了机会，也激发了学生探索实验机理的兴趣。做一个并没有完全为进一步构建完善的设计性实验教学平台提供理论与实践依据。

4 结语

功能性食品是一门应用性课程，研究内容贴近学生生活，选择好实验题目，可以激发学生学习兴趣，锻炼实验操作，思维意识等各方面能力。增加设计性实验开设的比例和实施的探讨研究，培养学生特别是研究生的创新意识和科研思维最好方法，值得高校在大学生高年级和研究生低年级中广泛开展这种实验模式。

【参考文献】

[1]程勇.高等院校设计性实验教学模式探析[J].实验室研究与探索，2009，28 （2）：103-106.

[2]康文艺. 研究性学习在天然药物化学实验教学中的实践[J].科技资讯， 2010（22）：82-183.

[3]沈莉，王新亮，王震，沈敬山.中药及天然产物在减肥领域的研究进展[J].中国医药技术经济与管理，2007，1（6）：3-29 .

[4]霍世欣，周陶忆，司晓晶，吕敬慈等. 荷叶黄酮化合物对胰脂肪酶抑制作用的研究[J]. 天然产物研究与开发，2008（20）：328-331.

[5]陆文蔚， 牛萌萌， 裴玲.“功能性食品学”探索性实验的设计与实施[J]. 实验室研究与探索，2011，30（6）：281-284.endprint

（3） 撰写报告。学生撰写论文形式的实验报告。着重实验结果的分析比较，和结论在理论和实践方面的应用。

2 实验结果

2.1文冠果壳提取物提取工艺

黄酮粗提液（A）：石油醚脱脂，液料比5∶1，45%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15 min，取上清液。

黄酮X-5大孔树脂纯化（B）：粗提取液过X-5大孔树脂柱，70%乙醇洗脱。

皂甙粗提液（C）：石油醚脱脂，液料比5∶1，70%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15min，取上清液。

皂甙AB-8大孔树脂纯化（D）：粗提取液经乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取过AB-8大孔树脂柱，70%乙醇洗脱

2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性影响

2.2.1胰脂酶活性测定方法

学生通过查找文献，对比分析确定采用如下方法测定胰脂肪酶活性。在100 mL锥形瓶中加入5 mL 0.025 mol/L磷酸缓冲液（pH = 7.4）和4 mL聚乙烯醇三油酸甘油酯底物乳化液（0.229 g/mL）（抑制剂在此处加入），置于37 ℃水浴保温10 min，加入1 mL酶液（2 mg/mL），反应15 min，加95%乙醇15 mL终止酶反应。加酚酞2滴，用0.025 mol/L NaOH标准溶液滴定至微红色。空白实验的酶液在反应终止后加入。

通过比较有无抑制剂加入情况下，胰脂肪酶活力的差异，就可以得到样品对脂肪酶的抑制率。抑制率计算公式为：抑制率（%）=脂肪酶活力-抑制酶活力）/脂肪酶活力*100。

2.2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性抑制

四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制率测定结果如图1所示。

图1 四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的影响

2.2.3实验报告

研究报告的撰写不同于验证性实验的实验报告，应以研究论文的格式写。注重实验结果的分析和讨论，以及实验结果的理论研究意义和实际应用价值的延展。着重解决“文冠果壳对胰脂肪酶活性是否有抑制效果”和“不同文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制效果是否有区别”的问题。

3 讨论

设计性实验是在验证性实验的基础上发展起来的一种实验教学模式。但其具有验证性试验没有的创新意识，科研思维，综合锻炼，独立实施等特点。因此特别适合在大学生高年级和研究生中开展。开展此实验还具有如下特点：

（1）丰富了教学方式和实验内容。减肥降脂功能性食品是保健食品中较常见的一种，与学生的日常生活也贴近。通过开展设计性实验，丰富了实验教学方式和实验内容，激发了学生的学习热情和潜力。

（ 2） 注重实验过程的独立性和兴趣激发。设计性实验的主旨是设计，即让学生在实验过程中发挥自主性，自己设计实验方案自己完成，教师则是起到督查解惑的作用。此次实验只是对“文冠果壳提取物是否有抑制胰脂肪酶活性”，以及“不同的文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的抑制效果高低”做一个评价，其抑制动力学参数，抑制类型和抑制机理等都没有涉及，这就为学生开展下一步的实验提供了机会，也激发了学生探索实验机理的兴趣。做一个并没有完全为进一步构建完善的设计性实验教学平台提供理论与实践依据。

4 结语

功能性食品是一门应用性课程，研究内容贴近学生生活，选择好实验题目，可以激发学生学习兴趣，锻炼实验操作，思维意识等各方面能力。增加设计性实验开设的比例和实施的探讨研究，培养学生特别是研究生的创新意识和科研思维最好方法，值得高校在大学生高年级和研究生低年级中广泛开展这种实验模式。

【参考文献】

[1]程勇.高等院校设计性实验教学模式探析[J].实验室研究与探索，2009，28 （2）：103-106.

[2]康文艺. 研究性学习在天然药物化学实验教学中的实践[J].科技资讯， 2010（22）：82-183.

[3]沈莉，王新亮，王震，沈敬山.中药及天然产物在减肥领域的研究进展[J].中国医药技术经济与管理，2007，1（6）：3-29 .

[4]霍世欣，周陶忆，司晓晶，吕敬慈等. 荷叶黄酮化合物对胰脂肪酶抑制作用的研究[J]. 天然产物研究与开发，2008（20）：328-331.

[5]陆文蔚， 牛萌萌， 裴玲.“功能性食品学”探索性实验的设计与实施[J]. 实验室研究与探索，2011，30（6）：281-284.endprint

（3） 撰写报告。学生撰写论文形式的实验报告。着重实验结果的分析比较，和结论在理论和实践方面的应用。

2 实验结果

2.1文冠果壳提取物提取工艺

黄酮粗提液（A）：石油醚脱脂，液料比5∶1，45%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15 min，取上清液。

黄酮X-5大孔树脂纯化（B）：粗提取液过X-5大孔树脂柱，70%乙醇洗脱。

皂甙粗提液（C）：石油醚脱脂，液料比5∶1，70%的乙醇浸提，提取液回收乙醇得浸膏8.37 g。将浸膏8倍水量溶解，3500 r/min离心分离15min，取上清液。

皂甙AB-8大孔树脂纯化（D）：粗提取液经乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取过AB-8大孔树脂柱，70%乙醇洗脱

2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性影响

2.2.1胰脂酶活性测定方法

学生通过查找文献，对比分析确定采用如下方法测定胰脂肪酶活性。在100 mL锥形瓶中加入5 mL 0.025 mol/L磷酸缓冲液（pH = 7.4）和4 mL聚乙烯醇三油酸甘油酯底物乳化液（0.229 g/mL）（抑制剂在此处加入），置于37 ℃水浴保温10 min，加入1 mL酶液（2 mg/mL），反应15 min，加95%乙醇15 mL终止酶反应。加酚酞2滴，用0.025 mol/L NaOH标准溶液滴定至微红色。空白实验的酶液在反应终止后加入。

通过比较有无抑制剂加入情况下，胰脂肪酶活力的差异，就可以得到样品对脂肪酶的抑制率。抑制率计算公式为：抑制率（%）=脂肪酶活力-抑制酶活力）/脂肪酶活力*100。

2.2.2文冠果壳提取物对胰脂酶活性抑制

四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制率测定结果如图1所示。

图1 四种文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的影响

2.2.3实验报告

研究报告的撰写不同于验证性实验的实验报告，应以研究论文的格式写。注重实验结果的分析和讨论，以及实验结果的理论研究意义和实际应用价值的延展。着重解决“文冠果壳对胰脂肪酶活性是否有抑制效果”和“不同文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性抑制效果是否有区别”的问题。

3 讨论

设计性实验是在验证性实验的基础上发展起来的一种实验教学模式。但其具有验证性试验没有的创新意识，科研思维，综合锻炼，独立实施等特点。因此特别适合在大学生高年级和研究生中开展。开展此实验还具有如下特点：

（1）丰富了教学方式和实验内容。减肥降脂功能性食品是保健食品中较常见的一种，与学生的日常生活也贴近。通过开展设计性实验，丰富了实验教学方式和实验内容，激发了学生的学习热情和潜力。

（ 2） 注重实验过程的独立性和兴趣激发。设计性实验的主旨是设计，即让学生在实验过程中发挥自主性，自己设计实验方案自己完成，教师则是起到督查解惑的作用。此次实验只是对“文冠果壳提取物是否有抑制胰脂肪酶活性”，以及“不同的文冠果壳提取物对胰脂肪酶活性的抑制效果高低”做一个评价，其抑制动力学参数，抑制类型和抑制机理等都没有涉及，这就为学生开展下一步的实验提供了机会，也激发了学生探索实验机理的兴趣。做一个并没有完全为进一步构建完善的设计性实验教学平台提供理论与实践依据。

4 结语

功能性食品是一门应用性课程，研究内容贴近学生生活，选择好实验题目，可以激发学生学习兴趣，锻炼实验操作，思维意识等各方面能力。增加设计性实验开设的比例和实施的探讨研究，培养学生特别是研究生的创新意识和科研思维最好方法，值得高校在大学生高年级和研究生低年级中广泛开展这种实验模式。

【参考文献】

[1]程勇.高等院校设计性实验教学模式探析[J].实验室研究与探索，2009，28 （2）：103-106.

[2]康文艺. 研究性学习在天然药物化学实验教学中的实践[J].科技资讯， 2010（22）：82-183.

[3]沈莉，王新亮，王震，沈敬山.中药及天然产物在减肥领域的研究进展[J].中国医药技术经济与管理，2007，1（6）：3-29 .

[4]霍世欣，周陶忆，司晓晶，吕敬慈等. 荷叶黄酮化合物对胰脂肪酶抑制作用的研究[J]. 天然产物研究与开发，2008（20）：328-331.

[5]陆文蔚， 牛萌萌， 裴玲.“功能性食品学”探索性实验的设计与实施[J]. 实验室研究与探索，2011，30（6）：281-284.endprint