白芨多糖雪花膏的制備實驗應(yīng)用于中職教育生物學(xué)教學(xué)的探討*

蔣春玲 劉靜潔 萬鈺茜 李 蕾 王一峰

（西北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 甘肅蘭州 730070）

白芨［Bletilla striata（Thunb.） Reichb.f.］是我國傳統(tǒng)的一味中藥，其主要成分甘露聚糖膠是一種天然增稠劑，可替代化妝品中的各種化學(xué)增稠劑，從而保護皮膚，延緩皮膚衰老［1-3］。生物學(xué)功能實驗表明，白芨提取物對體外培養(yǎng)的人皮膚成纖維細胞具有明顯的促進生長作用，同時對人成纖維細胞具有抗衰老作用，可延緩細胞衰老的過程［4］。在推崇植物化妝品的今天，將白芨多糖（Bletilla striatapolysaccharide，BSP）添加入護膚品中制備功能性護膚品，有著廣泛的應(yīng)用前景。

本實驗先用水提醇沉法提取白芨中的多糖［5］，再混合配制成白芨多糖雪花膏，整個過程簡單易行。本次實驗為綜合性實驗，通過以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式進行實驗組織教學(xué)。整個實驗過程從第1 次課教師對實驗原理的講解、儀器設(shè)備的說明，以及學(xué)生自主動手提取白芨多糖，到第2次課雪花膏的制備及師生總結(jié)評價，時間控制在8 學(xué)時內(nèi)完成。

1 白芨多糖雪花膏的制備實驗教學(xué)設(shè)計

1.1 實驗教學(xué)活動組織 教師提前布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，預(yù)留思考題，例如，實驗過程中哪些原因可能影響白芨多糖的產(chǎn)率、為什么在制作雪花膏過程中要不停攪拌等。學(xué)生認真閱讀實驗指導(dǎo)說明書并自行查閱文獻，對植物多糖的提取方法、雪花膏的成分和制備過程有一定程度的了解。

為達到更好的自主訓(xùn)練模式下的實驗教學(xué)效果，合理組織學(xué)生進行分組合作學(xué)習(xí)，在課前將學(xué)生隨機分組，每組為4 人（可根據(jù)實際情況調(diào)整），各司其職。由1 名學(xué)生負責(zé)準備實驗材料、調(diào)試儀器設(shè)備；2 名學(xué)生負責(zé)實驗操作；1 名學(xué)生負責(zé)查閱資料、熟悉實驗步驟以維持實驗走向，并記錄實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)和實驗過程中所產(chǎn)生的問題。全組成員需全部參與實驗操作過程，并選出一名組長組織成員討論交流。

在開始實驗前，小組需按產(chǎn)品配方比例計算所需成分的含量，并提交給教師檢查記錄。儀器和試劑可以實驗小組為單位準備。同時指導(dǎo)教師需提前設(shè)想實驗過程中可能出現(xiàn)的問題和意外，并預(yù)先充分準備，才能從容應(yīng)對學(xué)生實驗過程中發(fā)生的意外情況。

1.2 實驗進程及安排 第1 次實驗課學(xué)生先觀看實驗操作視頻或動畫演示，注意基本原理和操作方法，仔細觀察實驗的關(guān)鍵步驟。指導(dǎo)教師通過提問并結(jié)合PPT 講解進一步加深學(xué)生對實驗規(guī)則、操作內(nèi)容、注意事項、儀器的使用方法（切片機、粉碎機和揮發(fā)油提取器等）、雪花膏中各基質(zhì)的作用及成品的要求等方面的理解。時間約為50 min。

學(xué)生不太熟悉實驗步驟，教師可在黑板上用流程示意圖表示實驗操作過程，使學(xué)生一目了然，起到事半功倍的教學(xué)效果。教師主要負責(zé)供應(yīng)材料和安全等問題，在必要時進行實物演示或點評。

1.2.1 白芨的預(yù)處理 選取無雜質(zhì)、無蟲蛀、無霉變的白芨，洗凈后用切片機切成片，再用萬能高速粉碎機將其粉碎。稱取20 g 白芨與200 mL水混合于燒杯中并加熱2 h 后得到含有雜質(zhì)的棕黃色液體。

1.2.2 抽濾 在所得液體中緩慢加入200 mL 工業(yè)酒精，并不停攪動溶液，配制成50%的乙醇溶液后靜置；然后密封冷藏24 h，待溶液分層后再次抽濾得到提取物白芨多糖。

由于切片機和粉碎機的使用有一定安全隱患，學(xué)生須提前請示并在指導(dǎo)教師的監(jiān)督下再進行切片和粉碎。以上操作過程中，1 人負責(zé)試劑和原材料的準備（包括白芨的挑選和洗凈），2 人分別負責(zé)白芨的切片粉碎和抽濾部分的操作，1 人維持實驗流程走向、告知成員下一步驟、提前請示指導(dǎo)教師，并觀察和記錄實驗現(xiàn)象。

1.2.3 雪花膏中油相的制備 按比例（表1）將羊毛脂、硬脂酸、十六醇、十八醇、單硬脂酸甘油酯、白油(石蠟油)加入燒杯中，加熱至90℃融化后攪拌均勻，保溫20 min。

1.2.4 雪花膏中水相的制備 按比例（表1）將吐溫-80、三乙醇胺、蒸餾水、甘油、主藥白芨多糖加入另一燒杯中，加熱至90℃并攪拌均勻，保溫20 min。

表1 白芨多糖雪花膏配方

1.2.5 混合油相水相、加香料 邊攪拌邊將水相倒入油相中，待溫度降至50℃時加入香精和防腐劑尼泊金乙酯并攪拌均勻，靜置冷卻至25℃時調(diào)節(jié)pH 值至5.0～7.0，得到柔軟的乳白色膏體即為成 品［6-7］。

以上操作過程中，1 人負責(zé)準備儀器和試劑，2 人進行雪花膏的具體制備，1 人維持實驗流程走向、觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

1.2.6 包裝成品 每組將最終成品預(yù)留一部分交給教師供評價使用，剩余的裝入教師備好的包裝瓶中，實驗課結(jié)束后可自行帶回使用。

教師全程巡視，觀察學(xué)生的實驗操作過程、儀器使用方式、數(shù)據(jù)記錄等是否規(guī)范，小組成員之間的分工、合作情況等，及時處理突發(fā)情況，引導(dǎo)和糾正學(xué)生的不解或不當(dāng)之處并加以記錄，于討論時作出分析說明。

1.2.7 組織進行實驗結(jié)果評價與討論 實驗結(jié)束后，學(xué)生在教師的組織下進行產(chǎn)品評價和專題討論。產(chǎn)品評價分為理化指標評價和感官評價2個部分，由教師負責(zé)理化指標部分的評價，每個小組派出一名代表對所有組的成品進行感官評價，最終由教師進行綜合評價打分。專題討論主要集中在2 個方面：一是課前教師預(yù)留的思考題及白芨多糖雪花膏中各成分的主要作用；二是實驗過程中所出現(xiàn)的問題。最終由教師總結(jié)該實驗進行過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和注意事項。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 實驗結(jié)果 對于白芨多糖雪花膏成品的評價包含2 個方面：①感官要求：色澤光潤，香氣怡人，膏體細膩，擦在皮膚上應(yīng)潤滑、無面條狀、無刺激；②理化指標要求：pH 值為5.0～7.0；通過耐熱、耐寒穩(wěn)定性測試后，膏體無分離、沉淀、變色現(xiàn)象。具體步驟為：將樣品分別倒入3 支試管中，分別置于室溫條件下、－5℃的冰箱內(nèi)、40℃的恒溫箱內(nèi)，24 h 后加以比較［7］。

本次實驗難度系數(shù)適中，學(xué)生只要在實驗教學(xué)過程中嚴格按照教師的指導(dǎo)，注意關(guān)鍵環(huán)節(jié)的操作要點，就能得到較好的產(chǎn)品。本次實驗共分為8 個小組進行，其中6 組得到的雪花膏產(chǎn)品都符合標準，其余1 組香味過濃，1 組膏體起顆粒、不細膩。

2.2 實驗注意事項分析 含量配比是影響本實驗成品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，含量計算錯誤或稱量不準確可能導(dǎo)致成品效果不理想，例如，香料含量計算錯誤導(dǎo)致香料過多香味過濃、忘記加入氫氧化鉀使得成品色澤不光潤等。同時也要注意溫度的控制，例如，在攪拌時不要驟然停止，否則溫度不一致，堿化不勻，導(dǎo)致成品起顆粒；最好在20℃時加香料，溫度過高時會使香料被蒸發(fā)，導(dǎo)致成品無香氣等。在今后的實驗教學(xué)過程中，應(yīng)加強對產(chǎn)品配方、操作流程、注意事項等方面的優(yōu)化。

3 學(xué)生收獲

通過此次實驗，學(xué)生對白芨這一藥用植物及其提取物白芨多糖有了較為深刻的認識，對植物化妝品的相關(guān)知識產(chǎn)生了濃厚的興趣，進一步掌握了用水提醇沉法提取植物多糖及植物化妝品的制備方法，懂得如何觀察和評價實驗結(jié)果并分析化妝品的組分，同時也提高了交流合作、處理實際問題的能力，并從中感受到了生物學(xué)實驗的科學(xué)性和嚴謹性，提高了自身的素養(yǎng)。