基于“卓越計(jì)劃”的食品質(zhì)量與安全專業(yè)“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)探討

萬(wàn) 萍，易曉成，劉達(dá)玉

（1.成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院，四川成都 610106；2.四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院酒類與食品工程系，四川都江堰 611830）

0 引言

2013 年教育部、農(nóng)業(yè)部、國(guó)家林業(yè)局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于實(shí)施卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃的意見(jiàn)》 （教高函[2013]14 號(hào)）[1]，正式啟動(dòng)“卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃”，成都大學(xué)積極響應(yīng)，組織實(shí)施了食品質(zhì)量與安全專業(yè)卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃。通過(guò)改革人才培養(yǎng)模式、改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生綜合實(shí)踐能力；并通過(guò)改善教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，設(shè)立“雙師型”教師崗位等，提升教師的實(shí)踐教學(xué)能力，以達(dá)到培養(yǎng)高水平食品質(zhì)量與安全專業(yè)的復(fù)合型農(nóng)林人才的目的。

“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”是食品質(zhì)量與安全專業(yè)的專業(yè)選修課，也是一門重要的專業(yè)實(shí)踐課程。按照卓越計(jì)劃“以人為本，德育為先，能力為重，全面發(fā)展”的總體要求，在食品質(zhì)量與安全專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)架的前提下[2]，對(duì)“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排、教學(xué)方式、課程考核等方面進(jìn)行了改革和探索。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握酒類釀造的基本原理，學(xué)習(xí)啤酒釀造的工藝原理和操作方法，熟知啤酒釀造的設(shè)備，能解決啤酒生產(chǎn)中可能遇到的問(wèn)題，并舉一反三、觸類旁通，達(dá)到對(duì)整個(gè)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際操作能力有更深刻的認(rèn)識(shí)和提高。

1 “發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建

1.1 課程地位、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)安排

“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“微生物學(xué)”“微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“食品分析及實(shí)驗(yàn)”“釀酒工藝學(xué)”等基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的一門重要的專業(yè)實(shí)踐課，總共24 學(xué)時(shí)，1.5 學(xué)分，安排在第6 學(xué)期。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)啤酒釀造的工藝過(guò)程原理并掌握啤酒生產(chǎn)操作控制技術(shù)，比較不同類型的啤酒的釀造方法和釀造原理；熟知啤酒釀造設(shè)備，能解決啤酒生產(chǎn)中可能遇到的問(wèn)題；分析判斷并掌握啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的有關(guān)質(zhì)量和安全的關(guān)鍵控制點(diǎn)，了解食品安全質(zhì)量控制的重要性。同時(shí)，使學(xué)生對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)際操作有更深刻的認(rèn)識(shí)，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的目的；并通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的崗位責(zé)任意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，樹(shù)立牢固的安全生產(chǎn)意識(shí)和強(qiáng)烈的責(zé)任感[3]，培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。每次實(shí)驗(yàn)課采取以班級(jí)為單位（不超過(guò)30 人），在全面了解啤酒生產(chǎn)全過(guò)程和操作要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將學(xué)生落實(shí)到具體的工作崗位中，重點(diǎn)負(fù)責(zé)該工段的主要工作，做到責(zé)任落實(shí)、分工明確，同時(shí)又強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、相互配合。

1.2 教學(xué)條件（教學(xué)設(shè)備）

學(xué)校配備的HDSY100 啤酒教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，由糖化系統(tǒng)（麥芽粉碎機(jī)、大米粉碎機(jī)、有效容積100 L糖化鍋、48 L 的糊化鍋、140 L 的過(guò)濾回旋槽、105 L的煮沸鍋、薄板冷卻器各1 個(gè)）、發(fā)酵系統(tǒng)（有效容積100 L 的發(fā)酵罐4 只）、手動(dòng)灌裝機(jī)、CIP 洗滌系統(tǒng)（50 L 堿水罐、50 L 無(wú)菌水罐、微孔膜過(guò)濾器）、配電及發(fā)酵自控系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等組成，設(shè)備完全模擬啤酒廠的生產(chǎn)，具有極強(qiáng)的可操作性。

2 教學(xué)內(nèi)容及目的

2.1 教學(xué)內(nèi)容的安排及要求

“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)分為3 個(gè)部分。

第一部分：設(shè)備清洗與調(diào)試。該部分需要7～8 h，其教學(xué)目標(biāo)主要對(duì)啤酒生產(chǎn)場(chǎng)地、設(shè)備（結(jié)構(gòu)、功能及工作原理）、生產(chǎn)線布局、安全生產(chǎn)須知等進(jìn)行介紹并對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，落實(shí)崗位責(zé)任；學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)熟知設(shè)備的構(gòu)造及工作原理，熟悉設(shè)備間管道、閥門的連接，物料進(jìn)出口的方向，對(duì)生產(chǎn)線的布局及各部分的功能、作用進(jìn)行深入了解；掌握設(shè)備CIP 清洗的方法、原理和流程，以及設(shè)備的滅菌流程和安全注意事項(xiàng)，為投料生產(chǎn)做好充分的準(zhǔn)備。

第二部分：啤酒釀造與品嘗。該部分的教學(xué)目標(biāo)主要是認(rèn)識(shí)啤酒釀造原料的類型及特點(diǎn)，掌握不同類型啤酒（全麥淺色啤酒和全麥黑色啤酒） 生產(chǎn)工藝及其操作要點(diǎn)，熟練掌握啤酒釀造設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作控制，成功釀制出啤酒，并對(duì)所制作的產(chǎn)品進(jìn)行分析、評(píng)品，比較不同類型啤酒的風(fēng)味特點(diǎn)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品的工藝過(guò)程和過(guò)程控制有充分的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生高度的責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提升學(xué)生的溝通和組織協(xié)調(diào)能力等。

該部分內(nèi)容分包括麥汁制備、啤酒發(fā)酵和啤酒的品嘗。①麥汁制備。麥汁制備是啤酒生產(chǎn)過(guò)程中最關(guān)鍵的工序，需要9～10 h。首先是原料的粉碎，要求了解原料的組成特性、原料粉碎的要求、粉碎所采用的設(shè)備，對(duì)輥式粉碎機(jī)的構(gòu)造、工作原理、輥距的調(diào)節(jié)，以及粉碎對(duì)糖化工藝的影響，設(shè)備故障的排除等；同時(shí)需要學(xué)生掌握麥汁制備中所涉及的糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽、煮沸鍋、麥汁冷卻設(shè)備的構(gòu)造和工作原理；掌握麥汁制備中每個(gè)工序的目的、原理、影響因素和設(shè)備正確的操作方法、設(shè)備故障排除、突發(fā)問(wèn)題的處理等；掌握麥汁濃度的控制和調(diào)節(jié)的方式；了解糖度計(jì)設(shè)計(jì)原理，熟練使用糖錘度計(jì)測(cè)定糖度的方法。②啤酒發(fā)酵。啤酒發(fā)酵分為主發(fā)酵、后發(fā)酵與貯酒等，這個(gè)過(guò)程需要20 d以上。主發(fā)酵階段要求學(xué)生熟練掌握活性干酵母的活化與無(wú)菌接種的方法，啤酒低溫發(fā)酵的原理和控制技術(shù)，學(xué)會(huì)發(fā)酵罐壓力的控制方法；通過(guò)控制制冷機(jī)和冰水罐來(lái)控制發(fā)酵溫度；利用氧氣高壓鋼瓶對(duì)麥汁充氧；熟練掌握發(fā)酵罐壓力的控制及二氧化碳高壓鋼瓶的使用。③啤酒品嘗。學(xué)會(huì)啤酒的評(píng)品方法，對(duì)所做的啤酒要進(jìn)行比較品嘗，不僅要評(píng)品自己做的酒還要品評(píng)其他班級(jí)所做的其他類型和同類型的酒，并找出影響酒質(zhì)的原因，以指導(dǎo)生產(chǎn)。通過(guò)分析總結(jié)，使學(xué)生對(duì)啤酒生產(chǎn)過(guò)程中影響啤酒質(zhì)量的關(guān)鍵因素有充分的認(rèn)識(shí)和了解，完成理論—實(shí)踐—理論的升華，并提高對(duì)啤酒的鑒賞力。

第三部分：設(shè)備清洗與消毒。啤酒生產(chǎn)結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)生產(chǎn)所使用的發(fā)酵罐進(jìn)行清洗消毒，大約需要6 h。進(jìn)一步鞏固設(shè)備清洗的流程和要求，掌握清洗技術(shù)。

2.2 教學(xué)目的

2.2.1 加強(qiáng)課程和知識(shí)間的承接與聯(lián)系

該課程是在學(xué)習(xí)了“生物化學(xué)”“微生物學(xué)”“微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“食品分析及實(shí)驗(yàn)”“釀酒工藝學(xué)”等基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的一門重要的專業(yè)實(shí)踐課。麥汁制備是將麥芽中的高分子貯藏物質(zhì)，如淀粉、蛋白質(zhì)、核酸植酸鹽、半纖維素等及其分解中間產(chǎn)物，通過(guò)麥芽中各種水解酶類，如α -淀粉酶、β -淀粉酶、支鏈淀粉酶、蛋白質(zhì)分解酶、半纖維素酶等的作用，以及水和熱力作用，使之分解并溶解于水制成麥芽汁的過(guò)程[4]。這些都涉及“生物化學(xué)”的中酶學(xué)部分的相關(guān)知識(shí)，將麥汁制備中工藝條件的控制與所對(duì)應(yīng)的酶的作用進(jìn)行有效的聯(lián)系，進(jìn)一步鞏固了生化知識(shí)并學(xué)以致用。還有發(fā)酵過(guò)程中菌種活化的要求，聯(lián)系“微生物學(xué)”實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作和無(wú)菌操作的要求，酵母的生長(zhǎng)代謝，麥汁組成中的碳氮比也就是原料中淀粉和蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物對(duì)酵母生長(zhǎng)、發(fā)酵過(guò)程、啤酒風(fēng)味、安全和穩(wěn)定性等的影響等，充分認(rèn)識(shí)發(fā)酵代謝調(diào)控對(duì)發(fā)酵食品影響的重要性。加強(qiáng)所學(xué)“食品安全學(xué)”“食品標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)”“食品質(zhì)量管理”“食品工業(yè)人員職業(yè)道德”等課程在生產(chǎn)中的應(yīng)用及與整個(gè)行業(yè)的聯(lián)系。由于實(shí)驗(yàn)涉及工廠化的操作，“化工原理”“儀表與自動(dòng)化”“食品加工機(jī)械與設(shè)備”等課程的相關(guān)知識(shí)也得到了充分的運(yùn)用。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還涉及“分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“儀器分析”等課程的相關(guān)內(nèi)容和操作，并運(yùn)用“食品感官評(píng)定”課程所學(xué)的理論和方法對(duì)最終產(chǎn)品的品嘗。通過(guò)該實(shí)踐課程，進(jìn)一步加強(qiáng)了知識(shí)點(diǎn)之間、課程之間的承接與聯(lián)系，將所學(xué)知識(shí)通過(guò)一個(gè)產(chǎn)品與行業(yè)之間建立了有效的聯(lián)系，真正做到融會(huì)貫通、學(xué)以致用。

2.2.2 強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程安全教育

由于實(shí)驗(yàn)課程模擬工業(yè)化啤酒生產(chǎn)全過(guò)程，涉及高溫加熱、高壓設(shè)備、腐蝕性消毒液的使用等，因而規(guī)范操作和安全生產(chǎn)顯得尤為重要。麥芽糖化、麥汁煮沸、麥汁洗滌用水等高溫加熱設(shè)備，使用不當(dāng)或操作不規(guī)范等都有可能造成人員燙傷；熱堿水罐、熱水罐等消毒設(shè)備不僅要加熱還要使用80 ℃3%左右的氫氧化鈉和二氧化氯等對(duì)管道和設(shè)備進(jìn)行消毒或滅菌，這些消毒劑都有較強(qiáng)的腐蝕性，使用時(shí)必須嚴(yán)格遵守使用規(guī)范和操作規(guī)程；制冷、動(dòng)力柜等設(shè)備及回旋沉淀槽、薄板冷卻器、發(fā)酵罐及其之間的連接管道管路要保持通暢、防止泄露和堵塞等。因此，首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全生產(chǎn)教育，要求學(xué)生熟練掌握設(shè)備工作原理及使用規(guī)范，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的人身安全和設(shè)備安全，培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)文明生產(chǎn)的良好意識(shí)和素質(zhì)。

結(jié)合食品質(zhì)量與安全專業(yè)的特點(diǎn)，在強(qiáng)調(diào)安全生產(chǎn)的同時(shí)，尤其關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量安全。結(jié)合食品安全質(zhì)量管理，從生產(chǎn)衛(wèi)生要求、原料的質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)車間食品安全管理、產(chǎn)品檢驗(yàn)等方面對(duì)啤酒生產(chǎn)中原輔料驗(yàn)收、糖化用水、麥汁制備、啤酒發(fā)酵成品包裝的全過(guò)程進(jìn)行危害分析及關(guān)鍵控制點(diǎn)的確定[5]。例如，麥汁制備環(huán)節(jié)是整個(gè)啤酒生產(chǎn)中最重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)分析確定了糖化溫度和pH 值、麥芽醪濃度、麥汁煮沸強(qiáng)度和時(shí)間等關(guān)鍵控制點(diǎn)的關(guān)鍵限值，并分析限值偏離所帶來(lái)的危害[6]。通知這些分析培養(yǎng)學(xué)生良好的質(zhì)量安全意識(shí)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和食用安全，使學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范操作的良好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求實(shí)精神。

2.2.3 著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、崗位責(zé)任意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

整個(gè)實(shí)驗(yàn)一旦開(kāi)始，就需要連續(xù)不間斷地管理1個(gè)月左右的時(shí)間，這是和其他實(shí)驗(yàn)的不同之處，也是最接近工廠實(shí)際大生產(chǎn)的狀況，從原料到產(chǎn)品，涉及生產(chǎn)過(guò)程控制、設(shè)備正確使用等對(duì)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力都是全方位的提升，通過(guò)這一具有典型性的發(fā)酵工藝實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生以點(diǎn)帶面，認(rèn)識(shí)發(fā)酵類產(chǎn)品的共性和特殊性，并培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。通過(guò)分組將設(shè)備和工段落實(shí)到人，明確各工段的職責(zé)和任務(wù)，每個(gè)工段有組長(zhǎng)和組員，人員的分配根據(jù)各工段的工作量來(lái)確定，每個(gè)工段除了完成相應(yīng)工作外，還要負(fù)責(zé)向全體學(xué)生介紹該工段所涉及的生產(chǎn)工藝原理、設(shè)備操作、控制要點(diǎn)和技術(shù)要領(lǐng)，充分落實(shí)崗位責(zé)任制的同時(shí)，做到全班一盤棋，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、相互幫助，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，順利完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。通過(guò)這樣組織和安排實(shí)驗(yàn)，有效地培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及溝通、交流、組織、協(xié)調(diào)等個(gè)方面的綜合能力。為提升學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)和綜合素養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2.4 建立與教學(xué)目標(biāo)一致的切實(shí)可行的多元化的考核體系

“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”所開(kāi)設(shè)的啤酒釀造實(shí)驗(yàn)是綜合性的實(shí)驗(yàn)，建立與教學(xué)目的一致的切實(shí)可行的多元化考核體系顯得尤為重要。課程的最終成績(jī)，由每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)的平均值構(gòu)成，每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)?cè)u(píng)定有以下4 個(gè)方面構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與回答問(wèn)題（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備充分，具有預(yù)習(xí)報(bào)告，列有需要解決的問(wèn)題；熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、原輔材料及設(shè)備等；能正確回答和提出問(wèn)題，有相關(guān)課程扎實(shí)的理論基礎(chǔ)）、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（服從教師和班組長(zhǎng)安排，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱和相關(guān)工藝和設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，遵守實(shí)驗(yàn)的勞動(dòng)紀(jì)律，能夠熟練掌握啤酒生產(chǎn)設(shè)備的清洗和生產(chǎn)操作，熟悉生產(chǎn)工藝流程，熟練糖化中控系統(tǒng)和發(fā)酵罐的溫度壓力等的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，熟悉掌握排渣和排酵母的操作，熟練掌握啤酒的質(zhì)量檢驗(yàn)的原理和操作）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量（實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū)寫工整，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、設(shè)備，以及操作過(guò)程清楚，操作記錄詳實(shí)；對(duì)啤酒質(zhì)量檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)原理清晰、操作熟練，數(shù)據(jù)詳實(shí)，結(jié)果準(zhǔn)確，報(bào)告完整，報(bào)告能夠反映實(shí)驗(yàn)的真實(shí)過(guò)程）。該考核體系突出體現(xiàn)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力、綜合實(shí)踐能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作、組織協(xié)調(diào)等綜合能力，從而達(dá)到與卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程教學(xué)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)”開(kāi)設(shè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課，改革教學(xué)方法，強(qiáng)化安全意識(shí)和技能訓(xùn)練，加強(qiáng)課程知識(shí)間的承接與聯(lián)系，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、崗位責(zé)任意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，并建立與教學(xué)目標(biāo)一致，切實(shí)可行的多元化考核體系。為培養(yǎng)與卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的應(yīng)用型人才，做出積極的探索和示范，同時(shí)獲得良好的效果。