食品工艺学期末考试题库及答案

食品工艺学期末考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在喷雾干燥过程中，若进风温度从180℃提高到200℃，而其它参数不变，则产品水分活度aw的变化趋势是A.显著升高 B.显著降低 C.基本不变 D.先降后升答案：B解析：进风温度升高，液滴表面水分蒸发速率加快，颗粒在恒速干燥段停留时间缩短，最终含水率下降，故aw降低。2.超高温瞬时灭菌（UHT）对牛乳中乳清蛋白的影响主要表现为A.β-乳球蛋白完全变性 B.免疫球蛋白活性增强 C.巯基数量减少 D.美拉德反应终止答案：A解析：UHT（135-150℃，2-4s）使β-乳球蛋白变性率>90%，暴露游离巯基，免疫球蛋白失活，美拉德反应加速。3.真空冷冻干燥中，若冷阱温度由-45℃降至-55℃，则干燥室水蒸气分压A.按Clausius-Clapeyron方程指数下降 B.线性下降 C.不变 D.升高答案：A解析：根据Clausius-Clapeyron方程ln温度降低，饱和蒸气压指数下降，冷阱捕集效率提高。4.下列哪种抗氧化剂在油脂中属于“主抗氧化剂”A.柠檬酸 B.抗坏血酸 C.BHT D.EDTA答案：C解析：BHT（二丁基羟基甲苯）为酚类主抗氧化剂，通过提供氢原子中断自由基链式反应；其余为协同或金属螯合剂。5.面团形成过程中，决定面筋网络弹性的主要化学键是A.氢键 B.疏水相互作用 C.二硫键 D.离子键答案：C解析：二硫键（-S-S-）为共价交联，赋予面筋网络高弹性；氢键与疏水作用辅助但非主导。6.低酸性罐头食品杀菌对象菌通常选择A.酵母 B.乳酸菌 C.肉毒梭状芽孢杆菌 D.霉菌答案：C解析：肉毒梭状芽孢杆菌（Clostridiumbotulinum）芽孢耐热性最强，D121.1℃=0.21min，是低酸罐头公共健康目标菌。7.脉冲电场（PEF）灭菌对下列哪类细胞器损伤最显著A.细胞壁 B.细胞膜 C.核糖体 D.线粒体答案：B解析：PEF（20-80kVcm⁻¹，μs级）诱导跨膜电位>1V，形成不可逆电穿孔，细胞膜破裂为主损伤位点。8.在果汁澄清中，添加果胶酶的最佳pH范围是A.2.0-3.0 B.3.5-4.5 C.5.5-6.5 D.7.0-8.0答案：B解析：商业果胶酶最适pH3.5-4.5，接近果汁天然酸度，可避免风味劣化。9.利用渗透脱水（OD）对草莓进行预处理，若糖液浓度由40°Brix升至60°Brix，则水分流失速率A.线性增加 B.指数增加 C.先快后慢 D.基本不变答案：B解析：水分通量=ln()10.在挤压膨化中，若螺杆转速提高，则产品膨化度（ER）A.单调下降 B.先升后降 C.单调上升 D.不变答案：B解析：转速升高→剪切热↑→熔体温度↑→ER提高；但过高转速导致模头压力下降，闪蒸蒸汽减少，ER回落。二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列哪些因素会加速冷冻食品的“重结晶”A.温度波动 B.添加抗冻多糖 C.贮藏-18℃恒定 D.采用速冻答案：A解析：温度波动使小冰晶熔融-再结晶，形成大冰晶；抗冻多糖、速冻及恒定低温均可抑制重结晶。12.关于乳状液稳定性，下列说法正确的是A.减小油水界面张力可提高稳定性 B.增加连续相黏度可抑制聚结 C.离子强度升高一定降低稳定性 D.液滴粒径越小越稳定答案：A、B、D解析：离子强度对稳定性影响呈“倒U”型，适度屏蔽电荷可抑制絮凝，过高则压缩双电层导致聚结。13.以下哪些属于非热杀菌技术A.高压二氧化碳（HPCD） B.辐照 C.欧姆加热 D.紫外线-C答案：A、B、D解析：欧姆加热为电阻加热，属热杀菌；HPCD、辐照、UV-C为非热。14.影响微波加热均匀性的主要因素有A.物料介电损耗因子ε″ B.微波频率 C.物料几何形状 D.磁场强度答案：A、B、C解析：磁场强度对家用915MHz/2.45GHz微波加热影响可忽略；ε″决定能量吸收，频率与尺寸耦合导致驻波。15.下列哪些属于“清洁标签”配料A.迷迭香提取物 B.乳酸链球菌素 C.酶解燕麦粉 D.聚山梨酯80答案：A、C解析：迷迭香提取物、酶解燕麦粉为天然来源；乳酸链球菌素虽天然，但在部分地区需标注E编号；聚山梨酯80为合成乳化剂。三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）16.美拉德反应速率随水分活度aw=0.2-0.4区间增加而加快。答案：√解析：aw过低反应物移动受限，aw>0.4稀释效应占主导，0.2-0.4为最快区间。17.食品玻璃化转变温度Tg越高，则低温脆性断裂风险越大。答案：×解析：Tg越高，材料在贮藏温度下越可能处于玻璃态，脆性增加，但“风险”表述主观；实际Tg高有利于保持固体结构，题目逻辑反向。18.在超滤浓缩乳蛋白时，渗透通量随跨膜压力（TMP）升高而线性增加。答案：×解析：存在“极限通量”现象，当TMP>临界值后，浓差极化主导，通量趋于平台。19.高甲氧基果胶（DE>50%）形成凝胶必需存在高糖浓度（>55°Brix）与pH<3.5。答案：√解析：高糖竞争水分子，降低果胶羧基水合，酸性抑制羧基电离，促进疏水交联成网。20.油脂氢化反应中，反式脂肪酸生成量随催化剂选择性Sr提高而减少。答案：√解析：Sr定义为油酸氢化速率/亚油酸氢化速率，Sr高意味着优先饱和多烯酸，减少反式异构化副反应。21.微波真空干燥可显著降低苹果片褐变指数。答案：√解析：真空降低氧气分压，微波内部加热使水分快速迁移，缩短高温暴露时间，抑制酶促与非酶褐变。22.乳酸发酵可降低蔬菜亚硝酸盐峰值。答案：√解析：乳酸菌产酸抑制硝酸还原菌，同时产生亚硝酸还原酶，加速NO₂⁻降解。23.挤压膨化产品的吸水指数（WAI）与螺杆压缩比呈负相关。答案：×解析：压缩比升高→机械能输入↑→淀粉降解↑→糊化度↑→WAI增大，应为正相关。24.在冷冻鱼糜中添加0.3%海藻糖可抑制蛋白冷冻变性。答案：√解析：海藻糖通过“水替代”与“玻璃化”双机制保护蛋白构象。25.欧姆加热中，若物料电导率σ>1Sm⁻¹，则加热速率与σ成正比。答案：√解析：功率密度P=四、填空题（每空1分，共15分）26.喷雾干燥塔中，若进风温度T_in=200℃，出风T_out=90℃，则理论干燥效率η≈________%。（保留整数）答案：55解析：η=(T_in-T_out)/(T_in-T_0)×100%，取T_0=25℃，η=(200-90)/(200-25)=110/175≈63%，考虑热损失修正约55%。27.若某菌在110℃的D值为6min，Z=10℃，则其在121.1℃的D值为________min。答案：0.6解析：=·28.某油脂过氧化值POV=8meqO₂kg⁻¹，换算为mmolkg⁻¹为________。答案：4解析：1meq=0.5mmol，8×0.5=4mmolkg⁻¹。29.在面包焙烤中，中心温度达到________℃时，淀粉糊化基本完成。答案：95解析：小麦淀粉糊化温度区间55-85℃，但中心需>95℃确保充分糊化与酶失活。30.脉冲强光（PL）杀菌中，若单脉冲能量密度为0.5Jcm⁻²，欲达到累计剂量10Jcm⁻²，需________次脉冲。答案：20解析：10/0.5=20。31.若果汁pH=3.7，则氢离子浓度[H⁺]=________×10⁻⁴molL⁻¹。（保留两位有效数字）答案：2.0解析：[H⁺]=10^{-3.7}=2.0×10⁻⁴。32.利用阿伦尼乌斯方程估算酶失活，若活化能E_a=80kJmol⁻¹，由70℃升至80℃，则速率常数k增加________倍。（R=8.314Jmol⁻¹K⁻¹）答案：3.1解析：=exp33.在冰淇淋凝冻过程中，膨胀率（OR）计算公式为________。答案：OR=(V_1-V_0)/V_0×100%，其中V_0为混料体积，V_1为冷冻后体积。34.高水分挤压组织化蛋白时，螺杆长径比L/D一般大于________。答案：20解析：高水分（>40%）需更长停留时间与剪切历史，L/D=20-25。35.若某食品在35℃、水分活度aw=0.6时，货架期预测模型为lnk答案：223解析：Δln五、简答题（每题8分，共24分）36.阐述冷冻干燥中“塌陷温度Tc”与“玻璃化转变温度Tg”之间的关系，并说明如何通过配方设计提高Tc。答案：（1）关系：塌陷温度Tc指干燥层因黏度降低、结构无法自持而塌陷的临界温度，通常Tc≈Tg′+（2-5℃），其中Tg′为最大冻结浓缩相玻璃化温度。当干燥层温度>Tc，冰晶升华后多孔骨架黏度<10⁶Pa·s，发生黏性流动塌陷。（2）配方设计：①添加高分子量多糖（麦芽糊精DE<10、海藻糖）可提高Tg′；②引入蛋白（乳清、明胶）通过分子缠结提高骨架黏度；③降低可溶性低分子糖比例，减少塑化效应；④采用退火工艺，增大冰晶尺寸，减少比表面积，降低毛细力。通过以上手段，Tc可由-35℃升至-25℃，允许更高板层温度，缩短干燥时间30%以上。37.比较高压均质（HPH，150MPa）与微射流（MF，200MPa）对植物蛋白乳液粒径减小的机制差异，并指出哪种技术更易实现工业化连续生产。答案：（1）机制差异：HPH依靠阀座-阀芯间隙（≈30μm）产生强烈空化、剪切与撞击，能量密度高但单次通过时间短；微射流通过Y型或Z型微通道（≈100μm）实现对撞，以撞击为主、剪切为辅，空化较弱，但多次对撞可累积能量。（2）粒径：MF在200MPa下可将大豆分离蛋白乳液d₃₂降至0.15μm，HPH150MPa为0.25μm；MF因对撞能量集中，破乳效率更高。（3）工业化：HPH采用大型均质阀，处理量可达20th⁻¹，且可多级串联；MF微通道易堵塞，需预过滤<50μm，目前最大单台5th⁻¹。因此HPH更易实现连续化。38.说明低盐（NaCl<1.5%）发酵泡菜中，如何利用乳酸菌代谢产生生物防腐肽以替代化学防腐剂，并给出关键工艺参数。答案：（1）菌种选择：选用产细菌素Plantaricin的LactiplantibacillusplantarumC11，接种量10⁷cfug⁻¹。（2）底物：添加2%葡萄糖+0.5%酵母提取物，促进菌体生长与肽合成。（3）pH控制：初始pH6.0，发酵24h降至4.0，此时Plantaricin产量达512AUmL⁻¹。（4）温度：30℃，兼顾菌体生长与肽稳定性。（5）Redox：通入N₂2min，Eh<200mV，抑制腐败菌，提高乳酸菌竞争优。（6）结果：低盐泡菜28℃货架期由7d延长至21d，未检出霉菌与酵母>10²cfug⁻¹，实现清洁标签防腐。六、计算题（共16分）39.某UHT乳生产线采用管式换热器，流量Q=5m³h⁻¹，密度ρ=1030kgm⁻³，比热c_p=3.9kJkg⁻¹K⁻¹，需将乳从75℃加热至138℃，使用饱和蒸汽（180℃，潜热λ=2013kJkg⁻¹）作为热源，换热效率η=85%。（1）计算所需蒸汽量（kgh⁻¹）；（8分）（2）若蒸汽侧传热系数h_s=8000Wm⁻²K⁻¹，乳侧h_p=3500Wm⁻²K⁻¹，管壁厚δ=1.5mm，导热系数λ_w=16Wm⁻¹K⁻¹，忽略污垢，求总传热系数U；（4分）（3）若对数平均温差ΔT_m=42℃，求换热面积A。（4分）答案：（1）热负荷q蒸汽量=（2）总热阻=U（3）面积A七、综合设计题（共20分）40.设计一款高膳食纤维、低糖（≤5g/100g）的即食燕麦杯，要求：①复水时间≤3min；②常温货架期9个月；③不添加合成防腐剂；④提供完整工艺路线、关键参数、质量指标及预期问题解决方案。答案：（1）配方：燕麦片35%，燕麦麸20%，赤藓糖醇4%，菊粉10%，冻干草莓粒8%，椰浆粉5%，豌豆蛋白6%，肉桂粉1%，天然香草0.5%，向日葵磷脂0.5%。（2）关键工艺：a.燕麦片与麸采用过热蒸汽（130℃，30s）预糊化，水分降至8%，同时钝化脂酶。b.真空挤压（60℃，5MPa）将燕麦片压成0.3mm薄片，增大比表面积，缩短复水。c.红外-热风联合干燥（IR功率3kWm⁻²，热风80℃），终水分<4%，确保aw<0.3。d.冻干草莓粒采用真空微波预冻至-35℃，升华干燥板温50℃，终水分<3%，保持色泽。e.包装：铝塑复合杯+易撕盖，充N₂，残氧<1%，杯底放脱氧剂（