發布時間:2023-09-20 09:47:42
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇化學在食品中的應用,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:食品安全、食品檢測、化學反應
一、引言
食品安全問題直接關系到我國億萬群眾的身體健康問題,容不得半點懈怠,但是稍早前發生的“敵敵畏火腿事件”、“蘇丹紅事件”以及仍然沒有被人淡忘的轟動全國的“毒奶粉(三鹿三聚氰胺事件)”和“地溝油事件”,無不在挑戰人們對食品安全容忍的底線。食品安全問題直接關系到我國億萬群眾的身體健康問題,容不得半點懈怠,但是稍早前發生的”敵敵畏火腿事件”、“蘇丹紅事件”以及仍然沒有被人淡忘的轟動全國的”毒奶粉(三鹿三聚氰胺事件)”和“地溝油事件”,無不在挑戰人們對食品安全容忍的底線。食品安全問題直接關系到數以百萬計的健康問題,不容許過失,不過都是早些發生“蘇丹紅事件”,還沒有被人淡忘的是一個國家的“毒奶粉(SanLu三聚氰胺事件)事件,所有地溝油在食品安全的挑戰人們容忍底線。在媒體的曝光下,人們已經對我國食品的安全性產生了嚴重的質疑。例如,現在吃植物制品害怕各種“毒素”,吃動物制品害怕各種“激素”,甚至喝飲料也飽受各種“色素”的困擾,其中,化學污染是威脅食品安全的重要因素之一。
二、食品添加劑的作用
食品添加劑是指為改善食品品質和色、香、味以及為防腐、保鮮和加工工藝的需要而加入食品的人工合成或者天然物質。從定義中我們可以看出食品添加劑可以起到提高食品質量和營養價值,改善食品感觀性質,防止食品腐敗變質,延長食品保藏期,便于食品加工和提高原料利用率等作用。按其來源、功能和安全性可以對食品添加劑進行分類。按來源可分為天然食品添加劑和人工化學合成添加劑,按功能分為防腐劑,漂白劑,著色劑等22種,按安全劃分為A、 B、C三類。
三、食品檢測中的方法分析
(一)、色譜法在食品檢測中的應用
如果導致食品污染的化學物質為有機化合物,則最優的選擇便是利用色譜法對其化學污染程度進行檢測。色譜法能夠對有機化合物進行有效地分離和分析,利用該有機化合物的保留時間進行定性分析,利用峰面積進行定量分析。
1、GC法(氣相色譜法)的應用
GC法(氣相色譜法)通常用來檢測有機農藥等有害物質,它可以依照不同的分配系統來進行分離,檢測效果令人滿意。檢驗人員利用正己烷(C6H14)來提取,將PCB209與PCB2作為內標,利用GC法(氣相色譜法)對禽蛋當中的微量有機氯污染物質進行快速檢測,測量典型多氯聯苯類化合物以及各種有機氯農藥的殘留數值。經過檢測,各種待測物的回收率限定在84.32%至116.78%,最小檢出數值范圍在0.08 ng/g至0.35 ng/g之間,RSD(相對標準偏差)的范圍在6.0%至18.0%之間。
2、LC法(液相色譜法)的應用
如果待檢測物質的熱穩定性比較差、分析沸點比較高、相對分子質量比較大,則優先選擇LC法(液相色譜法)進行檢測。錢疆、盧聲宇、黃杰等利用乙腈(C2H3N)進行稀釋、四氯化碳(CCI4)進行萃取、采用高效液相色譜法進行分離、紫外308nm處對食品當中的甲醛(HCHO)進行檢測,實驗顯示該方法的檢測限是0.3μg/L,同時其它脂肪醛不干擾測定。
3、IC法(離子色譜法)
IC法(離子色譜法)是LC法(液相色譜法)的一種模式,不僅可以用來分析陰離子和陽離子,同時也可以對多組分離子進行測定。姚敬和鐘志雄利用IC法(離子色譜法)對各種醬腌菜(主要是辣味蘿卜條和咸菜頭等)當中所含有的硝酸鹽與亞硝酸鹽含量,212nm波長,AS4A-SC色譜柱,的檢出限是0.018mg/kg,其回收率是91.2%至106.3%之間;的檢出限是0.016mg/kg,其回收率是92.06%至103.8%之間。Mariana A利用IC法(離子色譜法),依照離子的電化學活性以及固有特性,對甲醛次硫酸氫鈉(NaHSO2?CH2O?2H2O,俗稱“吊白塊”)進行了檢測,樣品的提取、離心和凈化采用流動相超聲進行,利用峰面積對標準溶液濃度進行定量分析,利用特征陰離子保留時間進行定性分析,其RSD(相對標準偏差)的范圍在0.7%至3.9%之間,回收率在90.0%至96.0%之間。
(二)、光譜法在食品檢測中的應用
1、FAAS法(火焰原子吸收光譜法)
常規的FAAS法(火焰原子吸收光譜法)檢測食品中的金屬需將樣品消化完全,馬玲采用非完全消化FAAS測,定羊肉中Ca、Fe、Mn、Cu、Zn等5種元素,RSD(相對標準偏差)小于2.81%,回收率為96.5%至101.1%。
2、GFAAS法(石墨爐原子吸收光譜法)
GFAAS法(石墨爐原子吸收光譜法)常用于痕量元素如鉛、鎘、錫等檢測。劉建等將餅干及其他干燥的固體食品制成均勻的懸濁液,以磷酸銨為基體改進劑,石墨爐直接進樣測定,同時與濕法消化測定結果進行F檢驗,F0.05(6.6)=4:28。
四、結語
食品安全問題是國之大事,作為管理部門和檢測部門,應加強這方面的管理和檢驗,以上介紹的化學添加劑在食品檢測中的檢測方法,隨著檢測能力和檢測方法也有了進一步改進,類似于二噁英類化學污染物的檢測在基層檢測機構也將作為常規檢測項目來開展,對確保食品安全具有重要意義。
參考文獻
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微波是頻率在300 mhz~300 ghz之間,位于電磁波譜的紅外輻射和無線電波之間的一種非電離電磁能。微波技術起源于20世紀30年代,最初應用于電視、廣播、通訊技術中。1945年,美國人首先發現了微波的又一特性——熱效應,并首次將微波作為一種非通訊的能源應用于工業、農業乃至科學研究中。微波工業應用就是指利用微波的能量作用于物體實現需要的目標。微波能應用的特點在于一是以“能量轉換”為基礎,即微波所產生的熱量是被加熱物體的分子通過偶極回轉、分子極化后轉化成的,并非熱傳導;二是具有很高的傳熱效率,相當于對流傳熱的5倍。
微波能的作用原理是當物體被置于超高頻電流的交變電場中受到微波作用時,物體中的極性分子處于激烈、快速的震蕩和回轉中,產生自感應,使物體獲得熱量,進而發生物理的、化學的或者生物的變化。
目前用于工業應用的微波有兩個頻率:2450mhz和915mhz,產生微波的核心部件是磁控管,磁控管是組成微波源的主要部件。
微波工業應用主要在替代傳統工藝、產品附加值高及適用于微波(吸收微波能力比較強)的領域取得快速發展,主要是茶葉加工、橡膠脫硫、活性炭和竹炭高溫燒制、陶瓷材料、能源材料(磁性材料、鋰電池材料)的燒結和環保(生物質能、水處理、有機物處理(工業廢水、廢料除毒))等領域。
1. 微波技術應用于茶葉殺青、干燥
微波殺青、干燥是微波發生器將微波輻射到殺青、干燥的物料并穿透到物料內部時,誘使物料的水等極性分子隨之同步旋轉,例如采用915mhz微波干燥物料,其體內極性分子每秒鐘旋轉9.15億次,如此的高速旋轉使物料瞬時產生摩擦熱,導致物料表面與內部同時升溫,且內部溫度高于物料表面溫度,使大量的水分子從物料中逸出而被蒸發帶走,這樣達到殺青、干燥的目的。這種殺青、干燥方法的特點是加熱時間短,內外溫度一致,其熱傳遞方向從內向外與濕傳遞方向也一致,不同于常規加熱方式需要一定時間才能將熱量從外部加熱到內部,存在內外溫度差和濕、熱傳遞方向相反的問題。
茶葉殺青、干燥的要求是殺青后茶葉的含水率為58%~60%,干燥后的含水率達6%,保持茶葉的原味、原樣、原色,保證基本營養成份不失,同時要求安全衛生。但不同季節所產的茶葉,由于生理結構不同、組織細嫩程度不一,如清明前后茶大多是組織較嫩的葉芽,而夏秋季用于制茶的原料大多是組織較老的葉片,其殺青、干燥的工藝要求亦有所不同,這給殺青、干燥帶來了難度。制成后的茶葉大多用于泡茶飲用,要求殺青的茶葉一經開水泡開,色澤、形態、味道及營養成分與新鮮茶葉基本一致。而目前茶葉的炒青工藝和熱風干燥工藝隨意性大,茶葉易產生紅梗、紅葉、色澤不均、葉邊焦黃、帶有煙焦味等問題,其品質較難控制。而微波能具有透人茶葉的內部加熱,以及無需高溫熱介質的特點,從根本上改變了依賴高溫介質和熱傳導加熱升溫的常規加熱殺菌抑酶的方法,同時由于微波電磁場在殺青、干燥過程中還具有非熱效應,可大大縮短了殺青、殺菌時間,有利于茶葉干燥后的貯藏以及衛生標準。因此,采用微波殺青、干燥茶葉可解決傳統殺青、干燥方式中存在的問題。
2. 微波技術應用于橡膠加工
(1)橡膠硫化
橡膠是一種偶極材料,適合于微波加熱。當接收微波作用時,橡膠分子處于激烈、快速的震蕩和回轉之中,從而產生自感應,獲得熱量。電場的頻率越高、膠料的極性大,則升溫效果越明顯,由于微波加熱從內部開始,其過程迅速而穩定,從室溫到200°c僅需數十秒。目前橡膠行業使用的微波頻率為2450mhz和915mhz兩種,其快速升溫特別適合短流程硫化生產線,同樣也可適合于厚壁制品的預熱以及廢膠的再生。
在實際生產中,為了達到節能、縮短流程和確保質量等多方面的目的,在微波加熱段得后面往往加裝熱空氣或遠紅外補充加熱裝置。
橡膠工業所用的微波設備,功率都在12~24 kw。1度電用于微波加熱可使22 kg的未硫化半成品從室溫加熱到硫化溫度。曾經做過對比,用微波硫化350 kg擠出膠條耗電50度,而鹽浴硫化耗電量達180度。對于導電性差的橡膠材料而言,使用微波不僅節能、降耗、省時,還能減少設備占用的空間。
例如微波硫化用于橡膠擠出制品時,其流水線所占面積僅為蒸汽加熱流水線的1/5~1/4。原因在于微波加熱所產生的熱量幾乎全部為橡膠所吸收,而在蒸汽硫化中90%的熱量消失于對流過程,被加熱裝置(硫化罐)或周圍介質所吸收。
(2)橡膠脫硫
廢舊橡膠再生是指廢舊硫化橡膠經過粉碎、加熱、機械處理等物理化學過程,使其從彈性狀態變成具有塑性和粘性的、能夠再硫化的橡膠。再生過程的實質是在熱、氧、機械作用和再生劑的化學與物理作用等的綜合作用下,使硫化膠s—s鍵和s—c鍵網絡破壞降解。
微波脫硫是利用在變化頻率極高的微波場中,一切極性基團都會隨微波場變化而劇烈運動,會在極性基團和分子之間產生巨大能量。硫化橡膠分子間及大分子內都存在s—s鍵和s—c鍵,可將其看成是一種硫醚鍵的偶極矩,因而硫化橡膠都會在微波場中發生偶極極化,并且硫醚鍵的偶極矩較大,在微波場中該處獲得的能量也較大。而且,一般硫化橡膠中都含有炭黑,而炭黑吸收微波的能力很強,因此,在微波能的作用下可使硫化橡膠的s—s鍵和s—c鍵斷裂,破壞硫化膠的網狀結構獲得塑性而使之再生。
微波脫硫法是非機械、非化學的一步再生法,相比傳統方法,脫硫時間短,生產效率高,質量優良,無須添加再生活化劑,生產過程無污染,對極性和非極性橡膠都有效,并且,通過控制微波場的強度,可獲得必需可塑性的再生膠。
1化學技術在食品添加劑中的應用現狀
化學技術在食品中的使用歷史悠久,在現代食品的生產、加工、貯運和食用等過程中都有(可食用的)化學物質相伴,也正是這些化學物質在食品中的廣泛使用,才使得食品及食品添加劑工業成為朝陽產業。據統計,目前全球開發的食品添加劑總數已達1.4萬種以上,常用的有680種以上。這些添加劑有天然或提煉的、化學合成的和生物合成或提取的,其中大部分是化學食品添加劑。美國是世界上食品添加劑使用量最大、使用品種最多的國家,目前允許直接使用的有2 300種以上。我國實施的《食品添加劑使用標準》(GB2760-2011),包括食品添加劑、食品用加工助劑、膠姆糖基礎劑和食品用香料等2 314個品種,涉及16大類食品、23個功能類別,產品門類齊全,基本上可以滿足食品工業的需要[1-2]。全國各類食品添加劑的年產量已達幾百萬噸,市場上幾乎沒有不用食品添加劑的加工食品。而一個時期引起消費者揪心的種種“添加劑事件”,基本上都是由于少數生產經營者基于自身利益違法違規使用非食用的化學或其他添加物所引起,也有部分是人為添加不當或濫用所致。
以往曾經發生的一些非法添加現象:一是用蘇丹紅(為親脂性偶氮化合物,主要包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等4種類型,如1-苯基偶氮-2-萘酚)添加到辣椒粉中,主要目的是著色,主要危害表現在:國際癌癥研究機構將蘇丹紅Ⅳ號列為三類致癌物,其初級代謝產物鄰氨基偶氮甲苯和鄰甲基苯胺均列為二類致癌物,對人可能致癌。二是用三聚氰胺(一種三嗪類含氮雜環有機化合物)添加到乳及乳制品中,主要目的是在檢測時造成蛋白質含量達標假象,主要危害表現在:大量攝入會損害人體和動物的生殖、泌尿系統,產生腎、膀胱結石,并可能導致腎功能衰竭。三是用瘦肉精(如克倫特羅、萊克多巴胺等)添加于飼料而生產瘦肉型商品豬,主要目的是增加豬瘦肉率,并節省飼料成本,主要危害表現在:使用后會在豬體組織中形成殘留,食用后直接危害人體健康,特別是對高血壓、心臟病等疾病患者危害更大。四是用吊白塊(化學名稱為甲醛次硫酸氫鈉)添加到腐竹、粉絲、面粉、竹筍中,主要目的是防腐、增白、保鮮、增加口感,主要危害表現在:損害人體的某些酶系統,從而造成中毒者肺、肝、腎系統的損害,此外吊白塊也是致癌物質之一。
2認識誤區
2.1誤區一:食品安全事件多半是化學食品添加劑惹的禍
前一個時期,因不斷發生人為在食品中非法添加蘇丹紅、三聚氰胺、瘦肉精、福爾馬林等引發的一系列食品安全事件,讓很多人對在食品中添加任何化學物質都覺得恐慌,尤其在某些媒體的推波助瀾之下,不少人認為這些食品安全事件多半是化學食品添加劑惹的禍。其實這些非法添加物都是化工或其他原料,并非化學食品添加劑。我國《食品添加劑使用標準》中規定的食品添加劑(包括化學的),是經過了嚴格的安全性和工藝必要性的評估,按規定使用不會有損身體健康。至少從目前得到的信息,無論國際國內,似乎沒有一例由于(化學)食品添加劑造成的食品安全事件。因此,違法添加物不等于食品添加劑,不應該把這些食品安全事件歸罪于化學食品添加劑。
2.2誤區二:不含添加劑的純天然食品才是安全的
普通民眾往往以為,純天然的食品就是最好的,看到“本品不含任何添加劑”這樣的說明就覺得很放心。其實,食品是否安全,取決于多個方面,包括食品原料的被污染水平、膳食結構、飲食方式、吃進去的量、食品中危害物質毒性及毒性大小等。比如微生物就是很容易引起食源性疾病的,前期媒體曝光的速凍食品“細菌門”以及某品牌牛奶中黃曲霉毒素M1(致癌物)含量超標事件都是實例。按照現在的科技檢測水平,無法保證人們吃的食品是百分之百安全的,總能檢測出一些有害物質。關鍵是看接觸量,專家所做的工作就是評估什么樣的風險是人體所能接受的。天然并不等于安全,天然的食品添加劑也并不比人工化學合成的更安全。要求食物實現“零風險”基本上是不可能的,否則也只會加重生產企業其實最終還是消費者的額外負擔。
2.3誤區三:食用化學合成的工業品一定對人體有害
化學合成的化學名稱食品添加劑并非是危害人體的,在世界各地很多的食品、藥品和化妝品(牙膏)里,都有多種這樣的食品添加劑,我國每年食用的味精、香精的數量就是相當大的。以一般正規的面包制作為例,普遍加有包括抗氧化劑、乳化劑、酶制劑、防霉劑等多種添加劑成分。如加入硫酸鈣可以很好地調節面包的pH值,使酵母發揮更大的功效;加入雙乙酰酒石酸單雙甘油酯是作為乳化劑的一種水油融合劑;加入碳酸氫鈉作為膨松劑;加入脫氧乙酸鈉作為防霉劑等,這些都是在國家允許使用的安全范圍之內的。此外,還有方便面、餅干、糕點、糖果、口香糖之類,更是含有多種化學合成的食品添加劑,只要不是超量或超保質期食用的,就不會對人體造成多大傷害。
3正確認識化學技術及化學食品添加劑的意義
3.1化學技術用于食品添加劑工業具有雙刃性,人類可以趨利避害
人類與化工的關系十分密切,在現代生活中,幾乎隨時隨地都離不開化工產品,甚至有些化工產品在人類發展史上,起著劃時代的重要作用。但化學技術也是一把雙刃劍,在給人們帶來很多好處的同時,也有可能帶來部分危害。首先必須看到,化學食品添加劑正是與人類生活息息相關的化工產品,它在依法使用前提下表現出很多有益作用:一是有利于食品的保藏,防止食品腐敗變質;二是改善食品的感官性狀;三是保持或提高食品的營養價值;四是增加食品的種類和方便性;五是有利于食品加工機械化操作等。其次,某些化學食品添加劑在發揮有益作用的同時,對人體也可能存在副作用。比如亞硝酸鈉,被作為肉類制品的添加劑應用時,優點是可以使肉類制品呈現較好的亮紅色,并抑制多種厭氧性芽孢菌生長,增進肉制品風味。但其缺點是,本身具有較大毒性。迄今為止尚未找到能夠替代亞硝酸鹽的新產品,原因是雖然可以找到替代品,如紅曲色素,但對于如何防止肉毒梭狀芽孢桿菌的生長仍是一大問題,而一旦發生肉毒中毒則可能給人類帶來生命危險。因此,人類要確保食品安全,不應該躲避化學食品添加劑,而是要科學把握某些化學食品添加劑的雙刃性,在權衡利弊后嚴格控制使用范圍和使用量,并在有些情況下盡可能地減少其用量[3]。
3.2非食用的化學物質與化學食品添加劑有天壤之別
人們一度害怕化學食品添加劑,多數是因為某些概念上的混淆,將化學食品添加劑與食品中非法添加的非食用(化學)物質統稱為“添加劑”。其實,首先這二者性質完全不同,化學食品添加劑是符合國家食品安全標準的、用于改善食物品質的可食用物質,如瘦肉精、蘇丹紅、三聚氰胺、孔雀石綠等都是對于食品非法添加的非食用物質。其次,化學原料不等于化工原料,即使是同一名稱的化學物質,因其品質指標、雜質含量等的差異,在用途上差別很大,如有些物質(原料)有試劑級、食品級、藥品級、飼料級、化工級(工業級)等級別區分。化學試劑和食品添加劑的生產過程都是相似的化學技術,但食品添加劑強調對人體衛生學的安全程度,砷、鉛、重金屬等為必檢項目,毒理試驗、安全評價尤為重視,所有安全性都必須經過嚴格審查。而化學試劑強調對物質的化學純粹程度,項目有含量、雜質和物理常數等。工業級與食品級的區別以鈦白粉為例,工業級鈦白粉(二氧化鈦)是涂墻用的涂料,決不可用于食品,因為其含鉛等雜質的量很高。但是鈦白粉除去鉛等有害物質,安全性評價證明其可以用于食品,如膨化食品、油炸小食品、果凍、涼果中都有使用。此外,既是藥品原料又是食品添加劑的物質也有不少,如氨基酸類、維生素類、無機鹽類等,其中的區別在于根據不同的需要,使用劑量不同[4]。
3.3化學食品添加劑的標準規定不是一成不變的
在以往的面包制作中,溴酸鉀是被允許使用的優良食品添加劑。這種溶于水的白色結晶顆粒,可以讓酵母產生的二氧化碳均勻分布在面團內,出爐后的面包松軟、內部組織細膩,達到較好的烘焙效果。但是從1992年聯合國糧農組織和世界衛生組織食品添加劑聯合專業委員會認定溴酸鉀為一種可致癌的有害物質后,歐盟成員國、加拿大和澳大利亞等國相繼宣布了對“溴酸鉀”的禁令,美國是以限量檢出其安全殘余量加以控制使用的,我國于2005年7月起禁止使用溴酸鉀。還比如面粉增白劑――過氧化苯甲酰,至今仍在不少發達國家延續使用,我國是在邊使用邊爭議多年后,于2011年5月起,禁止生產、在面粉中添加這種物質。因此,隨著自然環境的變化和科學技術水平的不斷提高,化學食品添加劑的有些標準規定也是處于不斷地調整和完善之中。
4政府加強食品添加劑行業有效監管的責任
4.1政府管理在于有法可依、執法有責和培育守法意識
《食品安全法》頒布實施以來,我國食品添加劑的生產、經營、使用和管理等方面整體上有了法律依據。但在實際應用中,因我國食品加工企業絕大多數規模較小,超量、超使用目錄范圍添加食品添加劑,以及有關部門疲于“頭痛醫頭,腳痛醫腳”的現象仍然在一定范圍內存在。有些具體品種的使用標準、易操作的檢測方法等亟需建立、更新和完善,監管機制的協調性、連續性和責任性還有待進一步提高,某些方面還應學習借鑒發達國家的管理經驗。比如在美國,雖然某些食品添加劑的標準規定似乎比我國寬松,但FDA(美國食品藥物管理局)肩負的責任重大。一旦發生某種食品損害公民身體健康,消費者廠家的同時,也有權告FDA監管不力。以至于有些美國人認為,FDA的最大“罪過”就是它嚴格的食品加工標準,導致飲食業品種匱乏和口味單調――在美國,人們根本看不到大排檔里熱氣騰騰的牛雜湯或者街邊的燒烤小攤[5]。
培育公民特別是生產經營者的守法意識也是政府有效管理的重要方面。在一個時期社會上“金錢至上”的價值觀的影響下,生產經營者的誠信問題,即真誠這種無比重要的品格的嚴重缺失,成為食品安全問題的深層原因之一。培育公民的守法誠信品德、企業的社會責任和企業負責人的道德意識,已是政府主導下全社會的一項緊迫任務。
4.2知法而違法使用非食用化學添加物是故意犯罪行為,必須嚴懲
我國《食品添加劑使用標準》中規定了何種添加劑可以添加到食品中,并對此制定出目錄。目錄中不存在的,即使暫時證明對人體沒有害處,也不能添加。《食品安全法》明確要求,食品生產者應當依照食品安全標準關于食品添加劑的品種、使用范圍、用量的規定使用食品添加劑;不得在食品生產中使用食品添加劑以外的化學物質和其他可能危害人體健康的物質。 但一個時期以來,一方面有一些單位或個人,或是無意混淆(模糊)了食品添加劑和非食用物質的界限,是不知法而沒有守法,誤向食品中添加了非食用的化學物質及其他物質,這從某種角度上說,是一種無意犯罪行為,有關部門可核實其違法無意的證據,并酌情予以處罰,并將其濫用食品添加劑等行為載入餐飲服務業食品安全不良信用記錄體系中,同時要進一步加強有關法律、標準的宣貫再教育工作。而另一方面,確有少數單位或個人是知法違法。他們利益熏心,明知《食品安全法》的有些規定,卻為了壓低成本,蓄意在食品中違法使用非食用化學添加物。如三聚氰胺、瘦肉精、蘇丹紅等一系列典型案件,以及曾經在一些農村地區肆意橫行的用非食用化學物質摻兌醬油、食醋和用工業酒精制造假酒、甲醇假冒白酒等現象,都是突出的故意犯罪行為,有關部門必須依法嚴懲,決不可姑息遷就。
5參考文獻
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【關鍵詞】PBL 食品專業 生物化學 教學改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2016)02-0065-02
PBL(Problem-Based Learning)是以問題為導向、以學生為中心的教學模式。該教學方法最早由美國神經病學教授Barrows在加拿大的McMaster大學首創,目前已成為國際上較為流行的教學方法。PBL教學具體過程由“提出問題―定義問題―小組討論(頭腦風暴)―分析問題并建構假設―界定學習目標―收集信息―提交學習報告并共享信息”七個步驟構成。該教學方法實現了從“填鴨式”教學向“能力提升型”教學的轉變,具有傳統教學方法無可比擬的優越性。
食品專業開設的生物化學課程是運用化學的理論和方法研究食品生物大分子的結構和代謝變化的學科,分靜態生物化學和動態生物化學兩部分,該課程是食品專業的學位課,實踐性很強,具有廣泛的應用價值。因課程體系龐雜,代謝途徑縱橫交錯,采用傳統的“灌輸式”教學導致學生的學習積極性不高,課堂氣氛沉悶,教學效果差強人意。為充分調動和激發食品專業學生學習該課程的積極性和主動性,提升學生的創新思維能力,我們選取了部分章節嘗試采用PBL教學方法進行授課,旨在為食品專業生物化學的課程教學改革提供新思路。
一 PBL教學法的實施
1.教學對象
我校2013級食品專業共有兩個班級,其中一班45人,二班56人,將人數相對較少的一班作為實驗組,二班為對照組,對照組仍采用傳統的教學模式,實驗組采用PBL教學模式。兩班在任課教師、教學大綱及課時總數相同的前提下進行授課。
2.教學方法
對照組采用傳統教學方法,即教學過程本著“以教師為主導,以講課為中心”的原則,采用大班全程“灌輸式”教學。對于學生而言,只需理解和記憶教師所授知識,在學期結束后進行統一考試。
實驗組選取動態生物化學部分章節采用PBL教學法,首先將全班45名學生分成5個實驗小組,便于該教學方法的具體實施。教師在備課中首先要基于教學大綱的要求確定某一章節的問題。問題是PBL的核心和起點,該問題是教師基于實際生活和學生的認知水平,并與學習內容相關聯,問題也可以由學生確定,是學生在日常生活中遇到的問題。PBL中設定的問題必須是能夠探索且在現實生活中具有一定的價值。問題確定后,教師需要給學生提出預期的目標及標準,便于學生圍繞中心解決問題。每個小組要明確將要解決的問題及要達到的目標,并做好小組內各成員的具體分工和任務的分配。如學習核酸代謝時,醫生為什么建議痛風患者不宜食用含嘌呤豐富的食物?為什么患者去醫院檢查時要測定尿酸水平?問題提出以后,各小組以問題為中心展開討論,在預期目標的指引下進行自主和合作學習,主動承擔起以解決問題為突破口的學習責任,學生在利用各種資源查閱資料后進行歸納、整理,課下根據各自所搜集的信息圍繞問題進行分組討論。在課堂上由教師再次重申問題,本著各抒己見和學術自由的原則,以小組為單位予以回答,各小組成員相互協作,對組內其他同學的回答進行補充或修正。教師可根據學生的回答進一步延伸并提出新問題,學生無法解決時,教師可做適當提示和啟發。課堂上也可進行小組討論,討論形式多樣,組內和組間均可進行,在討論中加深對正確理論的理解
還可以不斷發現新問題、解答新問題,教師要控制好課堂節奏。在討論和回答問題結束后,教師可結合討論的內容對問題進行科學的解答,并對課堂上同學們的討論和回答情況進行客觀的評價。評價的目的是使學生能很快從中得到正確的知識反饋,同時也對學生自主和合作學習的精神及解決問題的能力予以肯定,并進一步激發學生以問題為中心、聯系實際生活學習生物化學知識的熱情。
3.教學效果
課程結束后對對照組和實驗組進行教學效果的評價,評價方式采用問卷調查和卷面考試兩種方式,問卷調查側重于是否符合下列標準:教學內容符合大綱要求,論證科學嚴謹,重點突出,難點明確;信息量與深淺度適合大學生的學習特點,能反映本科學領域的技術應用效果,教學內容能達到理論聯系實際。對教師的教學能力也要進行評價,側重于下列標準:課堂組織能力強,能調動學生的積極性,教學方法與教學手段有助于學生加深對課程的理解,實現現代技術資源與教學內容的有機整合,信息量大,激發興趣,加深重點、難點理解,各種能力水平的學生均有收獲。卷面理論測試時對照組和實驗組均用同一套試卷,嚴格遵照大綱要求,試題覆蓋面廣,難度適中,但論述題偏重于應用。
問卷結果調查表明,對照組學生普遍認為傳統教學方法中教學內容符合大綱要求,重點突出,難點明確,但課堂氣氛沉悶,信息量較少,理論與實際脫節。實驗組學生對PBL教學法的滿意程度較高,覺得這種教學方法激發了學習興趣,感覺書本上的理論更貼近實際生活。在查閱資料的過程中擴大了視野,同時也鍛煉了利用各種檢索工具獲取信息的能力。學生之間團結協作的意識增強,無形中鍛煉了人際交往能力、邏輯思維能力和口頭表達能力,更重要的是鍛煉了發現問題后如何分析和解決問題的能力。卷面理論測試結果表明,實驗組成績高于對照組,主要體現在對論述題的解答上,對照組在解答論述題時思維很難展開,往往停留在書本層面,而實驗組學生則能以知識點為中心從多角度去分析問題,知識的縱向聯系較好,條理清楚、邏輯嚴密。
二 討論
在食品專業開設的生物化學課程分靜態生物化學和動態生物化學兩部分,該課程結合人與食物之間的關系,從食品工業技術的實際需要出發,從分子水平和化學變化的角度闡明生物大分子的組成及其在生命活動過程中的合成與代謝過程,是食品專業的學位課,在食品專業人才培養方案中占據核心地位。因課程理論體系龐雜,代謝途徑相互交錯,采用傳統的“填鴨式”教學,導致很多學生的學習興趣不高,同時也不符合高等教育培養高素質人才的要求。因此,對食品專業的生物化學教學方式進行改革刻不容緩。
PBL教學法以問題為導向,用問題串聯理論和實際生活,解決了傳統教學模式中理論與實際脫節的現象。學生帶著問題出發,將生物化學理論融入人類生活,主動參與自主探究,并與組內學生建立起合作關系,共同承擔分析問題和解決問題的責任,增強了對學習任務的責任感和對未來從事食品行業的敬畏感。在解決問題的過程中培養了團隊協作精神和創新思維能力。另外,在利用各種資源和工具搜集信息并在課堂上進行展示時,鍛煉了口頭表達、邏輯思維及捕捉、整合和提煉信息的能力。因此,在食品生物化學的教學過程中采用PBL教學法使學生的綜合素質得到了極大提升。對于教師而言,結合教學大綱與實際生活提出問題或引導學生提出問題關系到PBL教學法的成敗。因此,教師在擴大自己的知識面以及優化知識結構的同時,將書本理論與現實生活進行有機結合,進而挖掘和提煉出有價值的、值得深入探究的問題。同時,教師在課堂上控制課堂節奏的過程中也可以從學生的討論和學術爭論中得到一些教學啟示,從而為后續的教學積累寶貴的資料。
PBL教學法誕生后,曾在應用性較強的醫學專業中大力推廣,并逐漸從醫學教育領域走向其他領域,我們嘗試著將PBL教學法應用在食品專業的生物化學教學中。PBL教學法在本質上屬于一種開放式的教學模式,是基于問題的教學法,對教師的素質有著更高的要求,要求教師不但熟悉專業知識,還應廣泛涉獵其他相關學科知識。因此,問題的提出建立在深厚的專業底蘊的基礎之上,而教師在備課的過程中需要花費大量的時間和精力去挖掘和提煉才能提出科學和嚴密的問題。作為高校教師,承擔著繁重的教學任務和科研任務,在時間和精力上很難保證。對學生而言,一直習慣于“填鴨式”教學法,對設置的問題很難進行深入探究,再加上學業任務繁重,沒有太多的時間深入調查和研究,如果每一章節均采用PBL教學法,學生在時間和精力上同樣很難保證。所以,我們在食品專業生物化學的部分章節采用PBL教學法,PBL教學法覆蓋整本教材還需要深入的探究。
參考文獻
[1]盧宏柱、劉丹.PBL教學在我國高等醫學教育中的現狀[J].長江大學學報(自然科學版),2011(7)
關鍵詞 食品營養學;多元化教學;教學方法;教學內容;應用
中圖分類號 G119.21 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)13-0347-02
Application of Multiplex Teaching Mode in Food Nutriology
ZHANG Jing-jing WANG Xi-chang TAO Ning-ping * LIU Yuan
(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306)
Abstract It is necessary to set up the course of food nutriology as a public elective course in colleges and universities.With the help of this course,students will fall into the habit of healthy eating,and the scientific nutrition concepts will be gained publicity.The teaching method,teaching mode and content of courses were discussed in this article.The combination of modern teaching techniques and traditional teaching patterns,adoption of debating issues and renewing teaching content were brought forth,in order to improve the teaching effect and promote students′ enthusiasm.
Key words food nutriology;multiplex teaching mode;teaching method;content of courses;application
食品營養學以營養的基礎知識、食物營養、營養與人群健康、公共營養、營養強化、食品營養工程為主要內容。“民以食為天”,食品營養學與人們的日常生活實際密切相關,養成良好的飲食行為習慣非常重要。目前,中國人85%死亡原因是由于慢性疾病造成,如學生中存在不吃早餐、三餐不規律、暴飲暴食等不良的飲食和生活習慣對健康危害很大。因此,該課程授課宗旨不僅灌輸學生食品營養學相應的知識框架體系,更重要的是讓學生能夠將所學營養學知識真正應用到生活實際。此外,隨著人們健康意識的提高,越來越多的年輕人也開始關注起膳食營養,學生選修《食品營養學》的部分原因正是出于對該學科的興趣和對營養學知識的需求。因此,通過開設公選課《食品營養學》普及營養學知識非常有必要。
目前,食品營養學的公選課可能存在以下一些問題:內容多,課時數少,來不及采取多種教學手法結合進行授課;而學生通常來自各專業,對食品營養學的內容了解程度千差萬別,面對這門理論性強、涉及面廣、知識點散的課程,若采用單一的教學手段授課,難免感到枯燥乏味,提不起興趣。同時,根據教育部“加強基礎、淡化專業、拓寬知識面和重視應用”的教改精神,有必要將多元化教學模式在食品營養學教學中進行探索實踐,擴充和豐富教學內容等辦法,充分調動學生的積極性,從根本上提高其對營養的認識和重視程度,并使其通過學習理論知識,能更理性地分析各種新興的營養學觀點,真正做到學以致用。
1 以教師為主體的教學方法的結合
近年來,多媒體教學已成為教學的必備手段,其具備了傳統教學所不具備的多項優點。首先對教師而言,可以不用再花費大量時間備課和書寫板書,并可通過在課件上添加圖片、動畫等手段,將要講授的內容更加全面和生動地展現出來。對學生來說,上課不再需要記錄大量的板書,可集中注意力聽講,課后通過拷貝課件,將上課內容完整保存下來,反復觀看復習。另一方面,多媒體教學的豐富性,更能激起學生的學習興趣。對教學內容本身而言,食品營養學因結合了食品安全、食品工程原理、生物化學、動物生理學等課程,非食品專業的學生對部分內容理解起來就較為困難。即使對食品專業的學生來說,有些章節如食物的消化吸收,僅學習教材較難理解,但這些難點若通過動畫或錄像的方式體現出來,便很容易理解。
不過,任何事物都有其兩面性,運用多媒體教學在快捷方便的同時,也帶了一些問題:一方面,教師不再像以前那樣,需要通過深刻理解教材,提煉知識點精華后詳細準備板書內容。多媒體教學的出現,在方便備課的同時,卻也造成部分教師在備課環節對網絡的過度依賴。目前忙碌的高校教師群體很少有充足的時間去思考如何在一節課里將精華傳遞給學生,互聯網的便捷能輕松下載到各種課件,有些只需稍加修改便能作為講授內容,而有些甚至不加修改就一步到位。如此一來,教師在一定程度上降低了對教學的重視程度,甚至于可能自己都沒有完整熟悉過教材就給學生講授,于己于人都不符合教學本身的意義。另一方面,由于課件通常承載的信息量很大,學生無法有效地從中提取重點和難點,而且不再需要記錄大量筆記,課堂上對學生大腦的刺激就相對有所下降,不利于對信息的理解和掌握,因此許多學生在課堂上的主觀能動性就會變差。
由于傳統教學方法與多媒體教學為代表的現代教育技術有各自的優勢和不足,有必要將兩者有機地結合起來,取長補短。因此,可以適當將傳統板書融入現代的多媒體教學,用多媒體作為承載教學內容的主體,將板書作為梳理教學內容的工具。通過板書將教學內容體系模塊化,基礎知識模塊固定化,現有內容已經很完整,實例也很充分,需要進一步進行多媒體動畫設計,將其建設成為一個個固定化單元,供各位教師授課使用。教師可利用多媒體將抽象、需要補充或不便于書寫的內容如概念、圖表、動畫和數據等制作出來;利用板書將多媒體課件缺乏整體性的內容進行彌補,梳理出一堂課的主要脈絡,使學生做到心中有數[1]。
比如在講到“各類食物的營養價值”這一章時,若將各類食物的營養價值在課件上一一列舉出來,既凸顯不出主要的知識點又容易讓人覺得枯燥。因此,用板書概括每類食物所要講授的幾塊內容(優勢營養素,缺乏營養素,與其他類互補,安全性),而多媒體在闡述這章內容時,可用圖片、視頻等手段展示各類食物及其對應的營養素,與板書進行互補,這樣學生便容易留下深刻的印象。因此,幻燈片結合傳統板書教學,可以使教學大綱條理清楚,內容生動形象,收到不錯的教學效果[2]。
2 以學生為主體的新型教學模式的引入
隨著社會各界對營養的日益重視,各種媒體渠道出現了越來越多關于營養的各種信息和觀點,可謂百花齊放,百家爭鳴。大量信息的涌現就難免魚龍混雜,出現部分缺乏科學依據和營養學基礎的一家之言。因此,作為食品營養學的學習者,掌握好經典的營養學理論,對一些熱門或爭議較大的觀點提出自己科學而客觀的見解很重要。為了培養學生的這種能力,除了在課堂上學習基礎知識外,還需準備一些較為經典或熱門的、具有爭議的營養學論點,讓學生提出自己的看法。這就需要改變目前以授課為主的教學模式,引入多種教學方法,讓學生“動起來”。
PBL(Problem-Based Learning)即以問題為基礎的學習[2],這種以問題為基礎、學生為中心的學習模式,可以較大程度地提高學生對知識的總結能力和發散思維能力。除此之外,另一種教學模式――論辯教學法[3]也是國外常見對話式教學法之一。這一教學法可促進教師與學生、學生與學生之間的溝通,提高學生的學習積極性。因此,不妨可以將問題教學與論辯教學結合起來,在課堂上設計一些社會上出現的有爭議的觀點讓學生討論,如“牛奶和豆漿哪個更具優越性”、“酸堿體質是否科學”等。而論辯形式可以多種多樣,如分小組討論,也可以自由提出自己的看法和意見等。教師在論辯中不參與實際的辯論,只負責涉及題目和辯論結束后的總結。另外,如果在課堂上時間有限,還可以網上設計相應感興趣的熱點話題進行課后討論。
《食品營養學》是實用性非常強的一門課程,除了探討熱點話題,還可以讓學生進行報告宣講,進一步拓展知識面,比如食療、食補、藥膳、食物相克、合理減肥、大學生合理膳食的構成、強化食品和保健食品的研究進展等,這些都是書本上沒有涉及到的知識,鍛煉學生各方面的能力,進一步激發學生的學習興趣,并能真正做到學以致用。
PBL、論辯教學以及自主宣講等各教學手段的有機結合對食品營養學授課有一定意義。首先學生不會拘泥于只學習條條框框的理論和課堂教材,隨著問題的提出,授課的內容可以從課本延伸到當今社會關于營養學的種種論點和知識。將課本知識和社會實際聯系起來后,可以讓學生在理解的基礎上加深對知識點的記憶,并通過對一個問題的闡述,將信息整合歸納起來,形成真正屬于自己的東西,無形中提高對實際問題的解決能力。
3 以信息為主體的教學內容的豐富
首先在主體課件內容的編排上,以教材為主,但不一定按照教材的順序講授,可以參考國外的一些經典教材,大體理出所需講授的主線。比如先概述食物的選擇和人體健康的關系,讓學生有個大概的認識,然后提出營養素攝入的一些標準,接著分章節講述幾大營養素。而在分別講述各章節內容時,又可以先提出幾個與之相關、且富有爭議性的問題,激發學生的興趣,并帶著問題去學習新的內容,且對每一章節的學習可以提出幾個需要掌握的目標。這一點可以借鑒國外的一些經典營養學教材的編排[4],如在提到食品的選擇和人們的健康這一章,就每一塊知識點分別提出了對應的學習目標,如一頓合理膳食餐的五大特征,如何養成一個長期健康的飲食習慣以及學會辨析一些來源于不同信息渠道的錯誤營養信息等。不難發現,這些學習目標并非過分挖掘專業的深度,而是與每個人生活密切相關,且易于理解與實用。除此之外,在講授內容的同時,還可以補充一些有趣及實用的信息。比如講授食品維生素章節時,可通過視頻先介紹這些維生素被發現的過程,在了解過這些維生素被發現前引起的種種疾病后,學生便對其功能有個較深的印象。結合生活,可介紹VC和感冒之間的關系等。再如介紹各類食品的營養價值時,可將目前較為熱門的相關的食品安全學內容融入其中。如介紹完各類蔬菜的營養價值后,可補充介紹蔬菜所存在的安全問題(農藥殘留,重金屬超標及硝酸鹽、亞硝酸鹽等),由此便可以再介紹一些如何清洗果蔬,探討下隔夜菜是否能吃等一些問題。再如還可以介紹一些前沿且實用的營養學知識,如食品營養計算器、食品營養標簽與食品標簽通則等話題。
各類知識的引入,特別是和學生日常生活休戚相關的一些問題探討,可大大豐富原本枯燥的理論體系,生動活潑的內容能進一步激發學生對課程的興趣。
4 參考文獻
[1] 戴波,劉華戎,彭云.傳統教學方法與現代教育技術融合的課堂教學模式探討[J].黑龍江教育,2013(9):23-24.
[2] 劉永峰,李建科,朱彩平.PBL教學模式在食品營養學教學中的初步應用與探索[J].農產品加工?學刊,2012(8):160-161.