生物工程啤酒发酵创新平台的构建和作用

高德志 范鹏杰

摘 要：现如今，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著加强。文章首先提出了生物工程啤酒发酵创新平台的构建与管理，然后从建设本科生实验教学平台、建立本科生科技创新创业实验平台、建设本科生校内实习基地三个方面阐述了生物工程啤酒发酵创新平台的作用。

关键词：生物工程啤酒发酵创新平台;开放实验室管理模式;校内实习基地

啤酒生产工艺相对比较复杂，生产设备也较为庞大，而且酿造周期长、原料价格不菲。在学校里建一套相对完整的生产工艺作为实习实训装置，要占据较大的空间。基于东方仿真公司的啤酒发酵仿真工艺实习软件，精心设计教学环节，学生在若干课程的不同学习环节融入软件的应用，既可掌握啤酒发酵的主要参数和调整操作，也可独立完成整个工艺流程的全面操作，最终掌握典型产品发酵的完整生产过程。

1.啤酒泡沫概述

啤酒是世界上产量最大的饮料酒，酒精度较低，且含有丰富营养物质。其酿造以麦芽、酒花、酵母、水等为原料，经过糖化、煮沸、发酵等一系列过程，最终形成风味独特、泡沫丰富的低酒精饮料。作为啤酒最为直接的感官特征，啤酒泡沫的质量也备受消费者和企业关心。啤酒泡沫不仅能够带给消费者最直观的视觉体验，也能够带给消费者舒适的口感，阻挡空气中的氧以减少氧化作用。啤酒泡沫也具有一定的风味，其风味主要来源于一些疏水性物质，比如富集在泡沫中的酒花苦味物质和芳香精油。啤酒泡沫也会对啤酒的气味产生影响，泡沫的塌陷己经被证实可以加速挥发性香气物质的转移，性能良好的啤酒泡沫有利于减少啤酒中风味物质的损失。

2.生物工程啤酒发酵创新平台的作用

2.1建设本科生实验教学平台

生物工程啤酒发酵创新实验平台承担的教学任务是本科生发酵实验，并开设“啤酒酿造”和“葡萄酒酿造”等使学生感兴趣的综合实验项目，让学生在“自酿自饮”与“自酿自尝”中真正激发学习兴趣。同时，教师要鼓励学生独立思考、不断优化实验条件，充分发挥他们的主观能动性，从而实现操作性实验向设计性、综合性、创新性实践的转变。啤酒发酵实验采用自主设计的形式，其目的在于培养学生的想象力、创造力及创新创业的能力，重点要突出学生自主依据实验目的进行实验设计、并将设计实验评定可行的项目上罐发酵，其中学生要对粉碎、糖化、发酵、放罐的生产过程进行实时调控，判断发酵的好坏，让学生了解实际生产和小实验的异同，并最后进行数据分析与总结。这样的实验的设计和操作可充分发挥学生的想象力，提升学生的创新实践能力。经过两年的实践，学生实验顺利开展，已完成黑啤，以及桂花、玫瑰、橙皮啤酒的实验。

2.2酿造原料中生物胺含量和种类

啤酒酿造的原料主要有麦芽、酒花和水。麦芽和水经糖化和煮沸制成麦汁可为酵母提供生长和发酵所需的碳源和氮源等营养物质。酒花在麦汁煮沸过程中添加，可以提供特有的香味和苦味物质，并具有一定的防腐作用。酵母利用麦汁中的营养物质将可发酵性糖转化为酒精，酵母则在后酵开始时去除，因此要想了解啤酒酿造中生物胺的含量应从酿造原料入手，才能清晰的了解生物胺的形成机制。根据己建立的啤酒中生物胺的定量方法对这三种原料的生物胺进行检测分析。麦芽中大量含有生物胺可能是由于在大麦生长、贮藏和制麦等工艺过程中受微生物侵染引起的。酒花中不但总生物胺含量比麦芽低，而且生物胺的种类也比麦芽少，色胺含量最高，占总生物胺的50.53%，其次是腐胺、酪胺和精胺。

2.3考核方式及評价体系

总体实施课程考核方式的改革，通过课程任务多元化，加强了学生的过程学习和教师的过程考核，促进学生学习在平时，另结合微助教，学生手机操作即可全覆盖地快速实时考察学生知识掌握情况。具体软件操作过程中有操作评分系统，可对学生操作分步记录评分，为学生的反思学习和教师考核提供基础。学生远程登录，开展网络虚拟实验，并完成数据分析和讨论。教师通过网络对运行中的仿真培训学生站进行管理，控制实训项目的选择、开始，授权设置学生的操作内容，全程记录、统计学生成绩等。要求学生在真实实验课开设之前，完成虚拟项目的预习和知识准备，结合思维导图绘制梳理预习内容，实验课开设过程中，教师以问题为导向，考察学生知识掌握及思考深度等情况，结合微助教全覆盖考察学生预习效果。另结合课后小组合作学习和讨论的环节，促进学习的主动思考、讨论学习、团队合作学习和专业交流能力。培训模块包括啤酒生产工艺的实训，操作过程中，通过不同阀门和泵的开闭，可控制水、汽、物料的进出;大麦的含量参数、进料量、泵的开闭大小等参数均可进行设置;进料后搅拌、钮控制耕刀的旋转和上下、酒花的添加等可控制操作;发酵过程中不同阶段需要进行的采样检测指标亦可检测。通过啤酒发酵仿真实训项目的应用，本校发酵工程系列课程的教学项目内容、实践教学方法逐步科学化、特色化，极大地激发了学生的学习兴趣和学习热情，充分调动了学生参与实践的积极性、主动性，学生的知识应用能力、实践动手能力、工程应用能力显著提高。

3.结语

啤酒发酵创新平台的运用可将生物工程传统的发酵实验教学内容提升为综合研究型、应用创新型的实践创新平台;以学生创新创业为主体，开发出功能性、果味型的啤酒;探索出本科生新培养方案中创新创业学分认证的方法，使学生不仅能掌握坚实的基础理论知识，更能熟练地掌握实验操作技能，并培养学生在实验中发现、解决问题的能力，加速发酵产品的开发，进而培养出“上手快、后劲足”的应用型创新性人才。啤酒发酵创新平台不仅能增强学生的动手动脑能力，而且激发了学生学习的主动性，同时，还可以提高发酵实验的教学效果，夯实学生的科技创新思维能力，并且为生命科学技术学院生物工程专业通过工程教育专业认证中关于实验、科技创新和社会实践等方面的要求提供支撑条件。

参考文献

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[2]殷静燕.高校实验室管理模式的研究与探索[J].大众科技，2014，16（12）.