“营养强化及营养标签制作”综合性实验的设计与实施

白 晨，司晓晶，崔琳琳，韩 梅，冯华峰，黄

（上海商学院 食品系，上海 200235）

改革开放后，随着经济的快速发展，我国人口特别是城市人口中慢性非传染性疾病发病率急速升高，60 岁以上居民，一种及以上慢性疾病患病率达到76.3%，其中城市人口达到79.6%[1]。慢性非传染性疾病具有病程长、不能自愈、不易彻底治愈等特点，是影响国家经济社会发展的重大公共卫生问题。2017 年1 月国务院办公厅关于印发中国防治慢性病中长期规划（2017—2025 年） 的通知，希望通过各方共同努力有效控制慢性病，到2025 年，30～70 岁人群心脑血管等慢性疾病导致的过早死亡率较2015 年降低20%，有效控制慢性病疾病负担[2]。《2018 全球卫生统计报告》显示，2016 年全球71.93%的死亡源于慢性疾病[3]。导致慢性疾病发病的主要原因是由于经济快速发展导致的居民生活、饮食习惯的巨大改变，包括长期的不良生活、饮食习惯、环境因素及精神压力等，其中饮食营养不均衡是重要原因之一[4-5]。为降低慢性非传染性疾病的发病率，发达国家在经济发展的同时在居民饮食习惯、营养教育方面均有较大财政投入。日本在提高国民营养改善意识的营养教育工作的同时，由日本厚生省制定了和发布《成人病对策》来提高日本国民对慢性非传染性疾病的早期预防、早发现意识[6-7]。以美国、色列、巴西、澳大利亚等国家先后颁布了食品营养标签强制标识法案帮助居民在购买食品时能够较清楚地了解到食品的营养成分构成[8]，以达到平衡膳食、预防慢性非传染性疾病发生的目的。经过多年的发展，越来越多的国家政府认识到食品营养标签的重要性，根据《世界贸易组织贸易技术壁垒协议》 统计，2001—2012 年食品标签通报情况中特殊食品中过敏原、有机食品、转基因食品、保健品和营养标签分别占总食品标签比例的0.6%，2.9%，3.8%，1.5%，14.1%，共计占比22.7%，其中营养标签的比例最大[9]。我国卫生部于1999 年开始营养标签相关的调研工作，2008 年5 月1 日实施《食品营养标签管理规范》，2011 年10 月12 日将原有规范上升为《预包装食品营养标签通则》 （GB 28050—2011）。2013 年1 月1 日起，我国进入强制执行食品营养标签标识国家行列，这一标准的实施将在引导国内消费者正确消费和提升我国食品工业整体水平上产生重要意义[10]。

“食品营养学”是国家教育部教学指导委员会颁布的我国食品科学与工程、食品质量与安全等食品科学类本科专业的共同专业必修课程，在食品科学人才培养中具有极其重要的地位。其知识体系主要包括营养素的种类及功能等营养学基础理论及食品营养强化、社区营养等应用技术两大部分。食品营养学常规实验项目包括食品营养成分分析、强化食品的设计制作、膳食调查、食谱编制等内容，占总学时的20%～30%，在常规教学中，各实验项目独立完成。在此次教学改革中，该课程开设在大学本科三年级第二学期，学生已修完“生物化学”“食品化学”“食品工艺学”等前期专业课程，具有完成综合性实验的基本能力，为提高学生学习兴趣及对知识的应用能力，并使课程内容与现阶段社会对食品专业人才知识需求准确对接，将实践教学设计为12 学时的大型综合实验。以近年来食品企业及消费者共同关注的热点问题——营养标签为载体，将营养强化食品加工内容与营养标签制作组成的综合实验，旨在改变现有独立实验较为枯燥，缺乏对学生知识的综合运用能力养成的弊端。选取学业成绩高、中、低平均分布的15 名学生（3 组） 分别完成实验，优化实验流程的同时对实验产生的效果和学生的体会进行了综合评价。

1 材料与方法

1.1 仪器

DT208 型和KT60 型蛋白质分析仪、Fiber-E 膳食纤维分析系统、ST310 型脂肪测定仪、MJ22 型快速水份测定仪、MS105DU 型电子天平、BGZ-30 型烘箱、SX2-4-10GJ 型马弗炉、KMS-151E KEEZO 型磁力搅拌器、HH-6 型恒温水浴锅、坩埚、干燥皿、研钵、滤纸、干燥器、pH 计、脱脂棉等。

1.2 试剂

福斯赛诺凯氏定氮法催化剂（3.5 g K2SO4和Cu-SO4·4H2O），硼酸溶液（2%），氢氧化钠，混合指示试剂（0.1%甲基红乙溶液，0.5%溴甲酚绿混合），无水乙醚，盐酸标准滴定溶液（0.05 mol/L），硫酸钾，五水硫酸铜，无水乙醇，重络酸钾，2 - （N - 吗啉代）乙烷磺酸，三羟基氨基甲烷，乙酸，溴甲酚绿，石油醚，丙酮（实验试剂均为分析纯）；热稳定α -淀粉酶，蛋白酶，淀粉葡萄糖苷酶，酸洗硅藻土。

1.3 实验工作的前期组织

综合实验启动安排在“食品营养学”课程授课学期，在开课的第4～5 周。教师要在了解学生基本学情后布置实验工作，实验小组由4 名学生自由组合产生，教师根据学生的学业成绩可进行适当调整。要求实验小组共同讨论确定产品名称，撰写实验方案，并确定小组负责人及实验工作分工。前期准备工作在第8～12 教学周完成，要求学生阅读包含《预包装食品营养标签通则》 《食品营养强化剂使用标准》 （GB 14880—2012） 及5 篇以上相关参考文献，了解我国居民营养素缺乏情况及市场食品营养标签的标识情况，撰写实验方案，产品设计中必须包含一种营养强化剂的添加内容。前期准备工作结束后学生提交详细的操作性实验方案及调研报告，内容包括：①《预包装食品营养标签通则》实施的意义调研报告；②食品的设计理由及制作方案；③食品成分的测定方法及操作步骤；④实验数据的处理及食品营养标签的制作步骤；⑤参考文献。教师结合实验室的实际条件，学生基本能力，对实验方案的可行性进行评估。学生对实验方案进行优化修改后经教师批准后进入实验实施阶段，实验一般安排教学周后4 周，要求理论知识讲授基本结束。

1.4 实施步骤

实验实施安排在第13～16 教学周，考虑到实验内容的连续性，要求学生自主选择3 个教学工作日完成，必要时可利用周末时间。

1.4.1 产品设计与制作

产品设计要求学生在课余时间讨论完成，产品制作时间为0.5 个教学工作日，学生按前期确定的实验方案完成材料购置，按工艺流程完成食品的制作。制作后的产品用于食品营养成分的测定。

1.4.2 食品营养成分的测定

该实验要求学生在制作营养标签时必须包含《预包装食品营养标签通则》中要求强制标示内容。学生通过实验必须获得食品样本的营养成分含量包括蛋白质、脂肪、碳水化合物，能量通过供能营养素含量计算获得，钠含量通过食品配方通过食物成分表查表计算获得。同时，对于在营养标签中涉及标示其他营养成分、营养声称和营养成分功能声称等的实验小组，必须按法规要求给出实验数据。

（1） 蛋白质、脂肪、水分、灰分及膳食纤维含量的测定。食品中蛋白质的测定采用GB 5009.5—2010（凯氏定氮法）[11]，脂肪的测定采用GB 5009.6—2003（索氏抽提法）[12]，灰分测定采用GB 5009.4—2010 方法[13]，膳食纤维GB/T 5009.88—2008（按酶重量法）[14]，水分测定采用快速水分测定仪测定。

（2） 食品中碳水化合物的含量计算。食品中碳水化合物含量采用计算法。

（3） 食品中能量的计算。

（4） 食品中钠及其他营养素的含量。采用查找法《中国食品成分表》中查样品配方中各成分中钠的含量，计算100 g 成品中钠的含量。其他营养素含量计算方法同钠含量。

（5） 实验数据表格。设计基础实验数据表格，要求学生在实验结束后记录实验数据并按营养标签要求完成数据修约表。

数据修约表见表1。

表1 数据修约表

1.4.3 食品营养标签的制作

（1） NRV 值计算。

营养素NRV 参见《中国食品标签营养素参考值》。

（2） 营养标签的制作。

营养标签标准规格见表2。

表2 营养标签标准规格

（3） 营养声称。实验要求学生在产品设计中进行1 种营养素的强化，并根据《通则》按要求对实验样品标识“声称”内容。

2 结果与分析

食品样本的设计采取学生自主选择教师审核的原则，由于食品样本的设计与制作不是综合设计实验的重点，建议根据实验室条件，选择易于实施的食品样本，如焙烤、饮料等食品。在产品设计中，重点关注学生对运用食品强化食品章节知识的运用，对其强化剂的选择理由、添加工艺合理性进行审核。对强化计量是否达到食品营养标签中符合“声称”的含有量给予提示。对于食品营养标签中涉及的反式脂肪酸标示内容，由于国标测定方法较为复杂，耗时较长在此次实验中不推荐测量，结合食品营养学中反式脂肪酸对人体不良作用的章节内容，提醒学生选择不含反式脂肪酸的食品原料。食品中钠含量选择计算方法，进一步深化学生对《食品成分表》的运用能力。

食品营养成分的测定方法选择国标方法，学生可根据食品分析、仪器分析等前期课程实验手册自行完成测定，测定前必须制定详细的实验方案，经指导教师审核。

综合实验的前期工作非常重要，教师在审核学生实验预案时必须严格把关，要求学生在前期准备阶段认真学习《预包装食品营养标签通则》，食品营养强化剂使用标准及营养成分测定国家标准，课时条件允许情况下可以安排0.5～1.0 个课时的食品营养标签理论学习。要求学生以书面论文形式总结学习收获，认真了解我国预包装食品营养标签的各项要求。建议实验小组在实验准备阶段要收集与本小组设计样本类似食品，实际了解食品营养标签的内容。由于实验设计学时为3 个教学工作日，样本制作实验要求连续完成，食品营养成分测定项目较多，实验小组学生要对检测项目进行分工协作，以减少实验时间。为更好地把握学生实验情况，教师要求学生提供较为详细的原始实验数据、实验数据表格及数据修约表格，并在实验报告中对实验结果进行讨论。教师可针对实验中的难点，如NRV 及“声称”部分，设计相关思考题要求学生实验后完成。

3 结语

“食品营养学”是我国食品科学相关专业的共同核心课程，课程一般安排在三年级第二学期。作为高年级专业课，以综合性大实验的形式安排到教学活动中，在非关键实验内容上给予学生一定的自主性，可以提升学生兴趣，提高学生对专业知识的综合运用能力。作为学生实验，其知识性、趣味性、实验结果的再现性、实验时间的可行性都是非常重要的。实验选择15 名3 小组（按学业成绩高、中、低分组） 的学生进行了尝试性实施，总结了实验进行中教师关键教学点，在实验结束后以问卷形式对学生在实验中存在的问题及完成情况进行调查，总结分析问题，对实验整体设计进行改进。通过对实验实施过程的仔细观察及对实验后学生体会的综合考查发现：①实验设计进度合理。高年级本科学生对实验所用仪器在前期课程中均已使用过，实验操作经过前期复习和准备可以有条不紊地在设定时间内完成实验工作；②实验的前期准备对实验完成情况影响较大，教师必须对学生实验方案进行细致审查，与学生做充分的交流讨论；③为保证实验时间节点，食品成分测定步骤中的蛋白质测定、脂肪测定、膳食纤维测定需要在小组内分工完成，实验小组在实验前要有明确的分工计划表，营养成分的检测中膳食纤维的测定耗时较长，建议学生要提前完成样品制备和试剂准备工作；④实验内容充实、紧凑，较一般课程实验更能激发学生对食品营养学前沿应用技能的学习兴趣，学生能够积极主动地完成课前预习及对实验结果的分析讨论。学生十分认同综合实验项目代替固定实验项目的教学改革内容。

通过实验，学生能够将食品法规、食品成分分析及食品营养学知识综合运用，利于学生综合能力的提升。