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[NSTA专栏]通过生产、销售酸奶学习发酵和商业知识

文_Tahl Zimmerman Tim Goetz Salam A. Ibrahim 翻译_刘杨琪

2022-10/总第319期

阅读数6

酸奶可以作为向学生介绍微生物学(Drake和McKillip,2000)、食品化学(Zimmerman等,2019)和食品生产的学习模型。在学习一些关于发酵原理知识的同时,学生还可以了解细菌的功能,以及如何将细菌应用于实际有效的用途(Kiefer等,2018)。参与格林斯博罗·蒙台梭利学校(Greensboro Montessori School,GMS)微观经济项目的学生,在准备过程中也为自己以后的生活、工作积累了实际的体验。

通过参与该项目,中学生既完成了有意义的工作,扩展了技能,同时还增进了同学之间的友谊,培养了对于知识的好奇心。作为该计划的参与者,学生考虑了为学校餐厅生产新的菜单项目,以及在由学校经营的玛丽亚市场销售产品的各种可能性。学习如何制作酸奶符合这2个要求,在导师的指导下,学生学会了如何在1天的学习时间内制作酸奶。

按照实践学习经验的预测—观察—解释(POE)结构(White和Gunstone,1992),学生制订了生产方案,在其中预测和测试不同条件下的酸奶生产结果。在这个活动的“科学”阶段,学生解决了2个问题:①如何通过确定理想的发酵时间,在1天的在校时间内生产酸奶;②作为起始成分,理想的牛奶类型是什么。

参加微观经济项目的学生小组的目标之一是赚取合理的利润,并将其重新投入到学校社区,以资助未来的研究、特殊的学校活动和实地考察。因此,在“商业”阶段,学生制订了如何生产和销售酸奶的商业计划,以及为商业销售生产酸奶的规模化程序。然后,学生开始在学校的厨房里批量生产。这些酸奶被“卖”给咖啡馆,作为学校内部经济的一部分供应给学生和教师。最终产品也通过学校的外部市场出售给家长,作为筹集资金的一种方式。商业计划要求计算牛奶、酸奶发酵剂和容器的成本。通过这种方式,活动创造了食品设计、商业经济学和产品开发之间的交叉点(见表1)。

我们在此描述的活动是1天在校时间内制作生产酸奶的方法,并学习将基本的和经验性的科学知识转化为食品的设计。如果学生能够使用有执照的厨房,也可以考虑让学生食用和分发酸奶,然而,这不是实施该活动的必要条件。


健康与安全

发酵食品是可以安全食用的,用于生产这些食品的细菌也被普遍认为是安全的。使用的材料(牛奶、酸奶)是从当地超市购买的,也可以被认为是安全的。在实验室生产的酸奶不应该被品尝,在分析后应该被丢弃。在实验室制订方案,然后进行调整,以备在获准准备食品的学校厨房中使用。厨房生产由指导教师和厨房经理监督,并遵守食品安全规则,如在使用前洗手和在所有厨房用具上使用消毒剂(见在线补充材料中的“附录”)。请查阅您所在地区的食品处理规定。在考虑生产酸奶进行销售之前,要先了解国家规定及有关政策(见网络资源)。


制订实验室程序

第1部分:讨论和背景资料(30分钟)

学生品尝了普通的、不加糖的、不含乳糖的市售酸奶样品(选择不含乳糖的酸奶是为了防止有学生乳糖不耐受),并被要求描述酸奶的味道。奶油味、苦味和酸味是学生提供的形容词。然后,学生被要求考虑酸奶是由什么制成的。所有学生都知道原料是牛奶。随后要求学生列出牛奶的成分(水、蛋白质、钙、乳糖、脂肪、维生素A与D)。接下来是对这些成分的营养方面的讨论。随后是关于酸奶生产和细菌的讲座,其中揭示了乳酸菌在牛奶中生长以生产酸奶,牛奶中的乳糖是这种细菌的能量来源。此外,学生还得到了关于酸奶的化学成分与牛奶的化学成分如何,以及为什么不同的信息(见提供给教师的背景信息)。

为了准备将牛奶发酵成酸奶,首先要将牛奶加热到90℃,并持续10分钟。这有2个目的:①去除所有竞争性细菌,以便最终产品只包含有用的细菌;②促进酪蛋白的聚集过程(Sfakianakis和Tzia,2014)。

第2部分:方法开发与实施(2小时)

教师问学生是否愿意制作酸奶,得到了热烈的肯定回答。然后,学生被要求利用在第1部分学到的信息设计1种培养酸奶的方法。在工作表上,学生列出了他们认为生产酸奶所需的材料、方法,以及程序和结果预测(见图1与在线补充材料中的“附录”)。

在设计程序时,教师使用以下提示帮助学生制订程序。

●  我们应该使用多少牛奶?应该把牛奶加热到什么温度?

●  我们应该在把牛奶加热到90℃之后再加入乳酸菌吗?还是应该降低到什么温度?为什么?

●  我们应加入多少酸奶发酵剂?

●  我们应该让牛奶+酸奶的酸奶培养液暴露在空气中吗?为什么或为什么不?

●  在什么温度下发酵效果最好?

●  发酵完成后,我们应该把新做的酸奶存放在哪里?

接下来,学生会问他们可从哪里获得乳酸杆菌。然后,教师顺势引导他们思考在哪里有可能找到它。一个学生建议他们使用“老”酸奶或商业酸奶。教师提出建议,5%重量/体积的酸奶与牛奶的比例含有足够数量的乳酸菌,可以将牛奶发酵成酸奶。

教师很少介入说明制作酸奶的程序,而是依靠学生对提示的回答指导方法的发展,直到学生留下2个开放的问题:①应该使用什么样的牛奶?②需要培养多少时间?在教师的帮助下,学生集体构思了以下暂定制作程序。

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