案例名称：食品褐变的化学机制与控制

教学单位： 生命科学学院     专业名称：食品科学与工程

案例类型： 自编                    课程名称：食品化学

授课教师： 姜明华     授课对象：21食品科学与工程1、2班

一、课程介绍：

《食品化学》是食品科学与工程专业的核心课程之一，主要研究食品中化学成分的结构、性质、功能及其在加工、贮藏过程中的变化规律。课程内容涵盖水分、碳水化合物、脂类、蛋白质、维生素、矿物质等食品成分的化学特性，以及食品褐变、氧化、酶促反应等关键化学过程的机理与控制技术。通过学习本课程，学生将掌握食品成分的化学分析方法，理解食品品质变化的化学本质，并能够运用化学原理解决食品加工与保藏中的实际问题，为食品研发、质量控制和工艺优化奠定理论基础。 

二、课程特色：

1. 理论与实践结合紧密：通过实验观察食品成分的化学变化，如美拉德反应、脂肪氧化等，强化学生对理论知识的应用能力。

2. 跨学科融合性：课程内容涉及生物化学、分析化学、物理化学等多学科知识，培养学生综合运用科学原理解决复杂问题的能力。

3. 前沿性与实用性：结合现代食品工业中的热点问题（如天然抗氧化剂开发、食品保鲜技术等），引导学生探索食品化学领域的新技术。

4. 思政融入：强调食品安全意识、环境保护理念及资源高效利用，引导学生树立科学伦理观和社会责任感。 

三、案例背景：

食品褐变是食品加工和储存过程中常见的现象，它不仅影响食品的外观和色泽，还可能影响食品的营养价值和口感。了解食品褐变的化学机制及其控制措施对于提高食品质量和延长食品保质期具有重要意义。本章节将以果蔬（如苹果汁）加工和储藏为例，深入探讨食品褐变的化学机制与控制方法。

苹果汁因其营养丰富、口感清爽而广受欢迎，但在加工和贮藏过程中易发生褐变，导致色泽变暗、风味劣化，严重影响产品品质。某果汁生产企业发现其苹果汁产品在货架期出现明显褐变现象，亟需从化学角度分析褐变成因并提出解决方案。
主要挑战包括：

· 褐变机理分析：明确酶促褐变与非酶褐变（如美拉德反应、焦糖化反应）的贡献比例。

· 控制技术选择：如何通过化学抑制剂（如抗坏血酸）、物理处理（如热处理）或包装改进抑制褐变。

· 成本与安全性平衡：在保证抑制效果的同时，需兼顾生产成本和添加剂使用的合规性。 

四、案例描述：

1. 教学目标

· 认知类目标：

        了解食品褐变的基本概念、分类及掌握食品褐变的类型（酶促褐变与非酶褐变）及其化学机制。

         理解水分活度、pH值、温度等环境因素对褐变反应的影响。

· 过程与方法类目标：

        掌握控制食品褐变的关键技术和方法，如加热处理、酸化处理、抗氧化剂的使用等，如设计实验对比不同抑制剂对褐变的控制效果。

        能够运用所学知识分析并解决果蔬加工过程中出现的褐变问题。

        学会使用分光光度法测定褐变程度，并分析数据优化工艺参数。

· 情感、态度、价值观类目标：

       激发学生对食品化学的兴趣，培养学生的创新意识和解决问题的能力。

       强调食品安全和质量控制的重要性，树立良好的职业道德和社会责任感。

       强化食品安全意识，关注食品添加剂的合规使用。

       倡导绿色化学理念，探索天然抗氧化剂替代合成添加剂的可能性。

2. 教学内容

3. 教学创新

1. 虚实结合实验设计：引入虚拟仿真平台模拟褐变反应过程，学生可直观观察分子层面的变化，再通过实体实验验证结果。

2. 企业案例驱动学习：以真实企业问题为切入点，要求学生扮演“食品化学顾问”角色，提出解决方案并模拟向企业汇报。

3. 跨学科项目实践：联合《食品工艺学》课程，设计“从原料到成品”的全流程项目，分析化学变化对产品品质的影响。

五、反思与总结：

1. 教学效果：

 学生对褐变机理的理解较为扎实，但在抑制剂协同作用的实验设计中表现出创新不足。

 小组展示中部分学生依赖组员，需采用“随机答辩”制度确保全员参与。

2. 改进方向：

 增加企业实地调研环节，让学生接触实际生产中的褐变控制技术。

 引入大数据分析工具，帮助学生建立工艺参数与褐变程度的量化关系模型。

3. 思政深化：

 通过“天然 vs 合成抑制剂”辩论赛，引导学生思考绿色化学与工业效益的平衡，强化可持续发展理念。