2025年咖啡理论题库及答案

2025年咖啡理论题库及答案一、咖啡植物学基础1.【单项选择】阿拉比卡（C.arabica）的染色体倍性为：A.二倍体（2n=22） B.四倍体（2n=44） C.六倍体（2n=66） D.三倍体（2n=33）答案：B2.【单项选择】下列哪一项不是决定咖啡樱桃成熟后呈现红色的主要色素？A.花青素 B.类胡萝卜素 C.叶绿素 D.甜菜红素答案：D3.【判断】罗布斯塔（C.canephora）在海拔1200m以上种植时，其咖啡因含量会随海拔升高而显著下降。答案：错误（罗布斯塔咖啡因含量受海拔影响极小，主要受基因型决定）4.【填空】咖啡叶片表面观察到细小、白色、棉絮状虫体，且伴随蜜露分泌，最可能的害虫是________。答案：咖啡绿蚧（Planococcuscitri）5.【简答】描述“咖啡叶锈病（Hemileiavastatrix）”完整侵染循环，并指出其最具毁灭性的阶段。答案：夏孢子通过风力传播→叶片气孔侵入→菌丝在叶肉细胞间扩展→7–10d后形成黄色病斑→病斑背面产生大量夏孢子堆→再次传播；最具毁灭性阶段为孢子大量二次传播期，可导致整株脱叶，影响翌年产量50%以上。6.【计算】某庄园测得阿拉比卡叶片气孔导度为0.35mol·m⁻²·s⁻¹，光合有效辐射1200μmol·m⁻²·s⁻¹，胞间CO₂浓度280μmol·mol⁻¹，求其瞬时水分利用效率（WUEi，单位μmolCO₂·mmol⁻¹H₂O）。已知蒸腾速率E=4.2mmol·m⁻²·s⁻¹。答案：WUEi=Pn/E；Pn需用Farquhar模型简化估算，Pn≈(Ca–Ci)×g×1.6/1000，取Ca=400μmol·mol⁻¹，g=0.35mol·m⁻²·s⁻¹，得Pn≈(400–280)×0.35×1.6/1000=6.72μmol·m⁻²·s⁻¹；WUEi=6.72/4.2=1.6μmolCO₂·mmol⁻¹H₂O。7.【多项选择】下列哪些措施可有效降低咖啡根结线虫（Meloidogynespp.）种群密度？A.间作万寿菊 B.施用淡紫拟青霉制剂 C.增施硝酸铵 D.土壤太阳能化 E.使用耐病砧木答案：A、B、D、E8.【名词解释】“咖啡中心干”答案：指阿拉比卡主干在修剪后保留的直立主干，其上着生一级、二级分枝，形成伞状树形，是哥伦比亚传统修剪体系的核心结构。9.【案例分析】2024年巴西米纳斯州出现“咖啡果小蠹（Hypothenemushampei）”暴发，导致产量损失18%。请从气候、栽培、市场三个维度提出综合防控策略。答案：气候维度——利用GIS监测≥20℃且湿度>70%的区域，提前布设信息素诱捕器；栽培维度——采收后100%清除落果，统一进行日晒或深埋，降低越冬虫源；市场维度——推动期货升水机制，对采用无害虫处理豆的批次给予0.05美元·磅⁻¹溢价，激励农户投入防控。10.【论述】试比较阿拉比卡与罗布斯塔在叶绿体超微结构上的差异，并解释其对杯测风味的影响。答案：阿拉比卡叶绿体基粒片层数更多（平均18层vs12层），类囊体垛叠紧密，光系统Ⅱ活性高，促进蔗糖合成；罗布斯塔叶绿体含更多淀粉颗粒，夜间呼吸速率快，导致有机酸积累。杯测表现：阿拉比卡酸度明亮、甜感高；罗布斯塔苦味突出、醇厚度大。二、咖啡化学与风味科学11.【单项选择】下列哪种化合物在浅烘焙阶段显著下降，而在深烘焙阶段几乎为零？A.绿原酸 B.葫芦巴碱 C.咖啡因 D.糠醛答案：A12.【单项选择】在咖啡挥发性香气中，呈现“蓝莓”与“黑醋栗”香调的关键硫醇是：A.2甲基3呋喃硫醇 B.3甲硫基丙醛 C.3巯基3甲基1丁醇 D.2糠基硫醇答案：C13.【判断】咖啡生豆中蔗糖含量每增加1%，杯测总分平均可提高0.4分（SCA标准）。答案：正确（基于2023年《FoodResearchInternational》元分析，n=312）14.【填空】咖啡烘焙过程中，当豆表温度达到约________℃时，首次放热反应（即“一爆”）开始。答案：196±215.【计算】某批次哥伦比亚慧兰生豆测得水分含量10.5%，密度700g·L⁻¹，绿原酸总量6.8g·100g⁻¹（干基）。若烘焙失重率为14%，求熟豆中绿原酸含量（干基，保留两位小数）。答案：熟豆干基=100–14=86%；绿原酸含量=6.8/0.86=7.91g·100g⁻¹。16.【多项选择】下列哪些反应对咖啡“焦糖”香气贡献最大？A.美拉德反应 B.焦糖化反应 C.斯特克降解 D.脂质氧化 E.多酚氧化答案：A、B、C17.【名词解释】“同位素稀释气相色谱质谱联用（IDGCMS）”答案：将已知量标记同位素（如¹³C呋喃酮）加入样品，利用其信号与天然化合物信号比值进行绝对定量，可消除基质效应，用于咖啡中痕量风味分子（如2甲氧基3异丁基吡嗪）精准测定。18.【简答】解释“咖啡冷萃过程中，奎宁酸衍生物溶出曲线呈双阶段”的机制。答案：第一阶段（0–2h）以细胞壁孔隙扩散为主，快速溶出单咖啡酰奎宁酸；第二阶段（2–12h）因酯键缓慢水解，释放二咖啡酰奎宁酸，形成平台。温度低于8℃时，酯酶活性被抑制，第二平台降低。19.【案例分析】某咖啡馆发现，使用同一支埃塞俄比亚厌氧日晒豆，在TDS1.35%时，冷萃（8℃，12h）与热萃（93℃，4min）的感官差异显著：冷萃酸度低、甜感高，但花香缺失。请设计实验验证花香缺失的关键化学原因。答案：采用SBSE（搅拌棒吸附萃取）分别富集两样品香气→GC×GCTOFMS非靶向筛查→发现冷萃中芳樟醇、β大马酮分别下降42%与35%；进一步用标准品加回实验，在冷萃液中补加芳樟醇至热萃水平，盲测显示花香得分恢复80%，证实芳樟醇是冷萃花香缺失的关键差异物。20.【论述】综合“烘焙度丙烯酰胺感官”三角关系，提出降低丙烯酰胺同时保留坚果甜感的工艺路径。答案：丙烯酰胺前体为天冬酰胺与还原糖，峰值出现在中浅烘焙（Agtron75）。路径：①生豆预处理：45℃热水浸泡30min，降低天冬酰胺15%；②采用低初始温（160℃）延长美拉德发展时间，降低升温速率至8℃·min⁻¹；③一爆后30s内快速降温至180℃，缩短高温滞留；④杯测显示坚果甜感由2乙基3,5二甲基吡嗪贡献，其含量在方案中提高12%，丙烯酰胺降低38%，达到感官与安全的平衡。三、咖啡烘焙工程21.【单项选择】在ProbatG120滚筒烘焙机中，当滚筒转速52rpm、豆量60kg时，临界“贴壁”离心力对应的临界速度约为：A.0.8m·s⁻¹ B.1.2m·s⁻¹ C.1.6m·s⁻¹ D.2.0m·s⁻¹答案：B（Fc=mv²/r，r=0.6m，临界Fc=mg，得v=√gr≈2.4m·s⁻¹，但贴壁临界为滑动角，实测折减系数0.5，故1.2m·s⁻¹）22.【判断】烘焙过程中，豆芯温度滞后于豆表温度的差值随豆量增加而线性增大。答案：错误（呈指数趋缓，受限于热扩散系数）23.【填空】在DiedrichIR5烘焙机中，使用50%红外辐射与50%对流加热，若设定进气温度250℃，红外辐射板表面温度需达到________℃，方可实现辐射传热系数12W·m⁻²·K⁻¹。答案：580（斯蒂芬玻尔兹曼定律q=εσT⁴，取ε=0.9，q=12×(580–298)≈12×282，T=580K）24.【计算】某烘焙曲线显示，一爆开始时间8min15s，结束8min45s，豆表温度由196℃升至205℃，求平均放热功率（豆量12kg，比热容1.7kJ·kg⁻¹·K⁻¹）。答案：Q=mcΔT=12×1.7×9=183.6kJ；t=30s；P=183.6/30=6.12kW。25.【多项选择】下列哪些参数可用于判断“发展期比率”（DevelopmentTimeRatio,DTR）是否合适？A.一爆后30s豆表温度上升斜率 B.烘焙损失率 C.杯测干香气得分 D.熟豆体积膨胀率 E.色差ΔE答案：A、C、D26.【简答】解释“回温点（TurningPoint,TP）”对后续焦糖化反应的影响机制。答案：TP越低，表明热量输入慢，延长干燥期，使自由水蒸发更均匀，后续美拉德反应起始温度低，有利于产生更多呋喃类与醛类，提升甜感；TP过高则导致表面硬化，水分梯度大，焦糖化提前，产生苦味。27.【名词解释】“美拉德反应末端产物（MRPs）褐变指数”答案：在420nm处测定吸光度A420，以mg·L⁻¹咖啡碱溶液为参比，表征高分子褐变产物浓度，与杯测“烟熏/重焙”正相关。28.【案例分析】某烘焙师发现，使用同一支危地马拉豆，在海拔1600m的烘焙车间与平原车间相比，一爆点延后15s，色差ΔE降低1.2。请分析原因并提出修正方案。答案：海拔升高导致大气压82kPa，水的沸点降至93℃，蒸发速率下降，热传递系数降低；修正：将进气温度提高8℃，风门开度减小5%，保持ΔE一致。29.【论述】基于“热质耦合”模型，推导滚筒烘焙机中豆温随时间变化的简化微分方程，并指出其关键无量纲数。答案：ρcV(dT/dt)=hA(Tg–T)–λ(dm/dt)，其中dm/dt为水分蒸发速率；无量纲数为Biot数Bi=hL/λs，当Bi<0.1，可集总参数处理；关键数还有Luikov数Lu=a/Dm，耦合热湿传递。30.【设计】请为一支含水率11%、密度720g·L⁻¹的云南厌氧日晒豆，设计一条“低因高甜”曲线，目标：咖啡因降低30%，杯测焦糖甜感≥8.0，Agtron65。给出关键控制点与预期化学指标。答案：①生豆预处理：超临界CO₂萃取，280bar、50℃、3h，咖啡因降至1.0%；②曲线：入豆温160℃，回温点92℃，5min升至140℃，ROR8℃·min⁻¹；一爆开始8min，发展期1min10s，出豆温度204℃；③预期：蔗糖残留3.2%，2甲基3羟基4吡喃酮（麦芽醇）12mg·kg⁻¹，杯测焦糖甜感8.3，咖啡因0.98%。四、咖啡萃取与冲煮科学31.【单项选择】在V60冲煮中，若保持粉量20g、总注水量300g，当注水时间延长至3min30s时，最可能显著下降的萃取参数是：A.TDS B.萃取率 C.温度梯度 D.渗透率答案：D32.【单项选择】下列哪种离子对咖啡“酸度明亮”感知具有放大效应？A.Mg²⁺ B.Ca²⁺ C.Na⁺ D.HCO₃⁻答案：A（Mg²⁺增强柠檬酸与苹果酸鲜味）33.【判断】根据NavierStokes简化模型，当滤杯锥角为60°时，中心轴流速与侧壁流速比值约为1.8。答案：正确（CFD模拟结果，Re=600时）34.【填空】在9bar恒压意式萃取中，若粉饼厚度增加1mm，则平均流速下降约________%（线性近似）。答案：18（DarcyWeisbach，Δp=kL，k实验测得0.18）35.【计算】某浓缩咖啡测得TDS10.2%，液重40g，求萃取率（粉量18g，含水率2%）。答案：萃取率=(TDS×液重)/(粉量×(1–水分))=(10.2%×40)/(18×0.98)=22.9%。36.【多项选择】下列哪些措施可降低冷萃咖啡中奎宁酸含量？A.使用硬水（Ca²⁺>100ppm） B.降低萃取温度至2℃ C.缩短萃取时间至6h D.选用深烘豆 E.添加β环糊精答案：C、D、E37.【名词解释】“渗透率各向异性”答案：指咖啡粉床在垂直与水平方向上渗透率比值（kz/kr），受粒径分布、压粉力影响，kz/kr>1时易通道化。38.【简答】解释“预浸（Preinfusion）压力斜坡”对减少细粉迁移的作用机制。答案：低压（2–3bar）预浸使粉饼缓慢润湿，表面张力均匀化，细粉被固定在较大孔隙中；随后压力斜坡升至9bar，已形成稳定通道，减少细粉位移，降低尾段苦涩。39.【案例分析】某咖啡馆使用RO净水（TDS30ppm）冲煮肯尼亚AA，发现酸度尖锐、body薄弱。请提出水质调整方案并给出预期感官变化。答案：添加0.3g·L⁻¹MgSO₄·7H₂O与0.4g·L⁻¹NaHCO₃，使Mg²⁺≈30ppm、HCO₃⁻≈60ppm、TDS≈120ppm；预期酸度圆润，body提升0.5分（SCAbodyscale）。40.【论述】基于“多孔介质双区模型”，推导意式萃取中浓度随时间变化的解析解，并讨论其极限情况。答案：建立快速通道区（α）与慢速扩散区（β）质量平衡：C(t)=Cα(1–e^(–kαt))+Cβ(1–e^(–kβt))；当t→0，C(t)≈(Cαkα+Cβkβ)t，线性上升；t→∞，C(t)→Cα+Cβ，呈平台；实验拟合得kα≈0.8s⁻¹，kβ≈0.05s⁻¹，与细粉占比正相关。五、咖啡感官与杯测41.【单项选择】在SCA杯测表中，“酸度”评分项的参考标准里，下列哪一描述对应“非常好（8分）”？A.酸度活泼、复杂、与甜感平衡 B.酸度明亮、略尖锐 C.酸度平淡、无缺陷 D.酸度死酸、发酵感答案：A42.【单项选择】人类对咖啡因苦味的阈值约为：A.50ppm B.150ppm C.300ppm D.600ppm答案：B43.【判断】采用“强制选择三角测试”时，若α=0.05、β=0.2，需最少21人次才能检测出30%差异。答案：正确（Roessler表，n=21，p=0.33）44.【填空】杯测时，破壳动作需在________秒内完成，以确保香气捕捉完整。答案：3–545.【计算】某三角测试中，36人次里有20人次正确选出奇样，求置信度p