食品工艺学导论复习题及参考答案

食品工艺学导论复习题及参考答案一、名词解释（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.食品工艺学2.商业无菌3.水分活度（WaterActivity,）4.栅栏技术5.冷冻浓缩6.热力致死时间（TDT）7.D值（DecimalReductionTime）8.Z值9.F值10.玻璃化转变温度11.中间水分食品12.气调保鲜（MAP）13.食品辐照14.挤压膨化15.关键控制点（CCP）二、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其代码填在括号内）1.下列哪种微生物属于嗜热菌，且常被认为是罐头食品杀菌的对象菌？（）A.大肠杆菌B.金黄色葡萄球菌C.酶菌D.酵母菌2.在食品冷冻过程中，大部分水分转变成冰的温度范围通常称为（）。A.冻结点B.共晶点C.最大冰晶生成带D.玻璃化转变温度3.下列干燥方法中，适用于热敏性食品且产品溶解度极好的是（）。A.热风干燥B.喷雾干燥C.冷冻干燥D.真空干燥4.根据栅栏技术，下列哪个因子不是抑制微生物生长的主要栅栏因子？（）A.水分活度（）B.pH值C.包装颜色D.氧化还原电位（Eh）5.在热处理过程中，导致食品营养素（如维生素C）损失的主要化学反应是（）。A.美拉德反应B.脂肪氧化C.热分解D.淀粉糊化6.为了防止食品的酶促褐变，常用的处理方法是添加（）。A.抗坏血酸B.苯甲酸钠C.亚硝酸盐D.山梨酸钾7.罐头食品杀菌后，经保温试验未发现微生物性腐败，且（）。A.不含任何微生物B.不含致病菌C.不含致病菌和在正常贮存条件下能繁殖的非致病菌D.仅含死菌8.食品水分活度与相对湿度的关系是（）。A.=B.=C.=D.=9.下列哪种食品属于高酸性食品（pH<4.6）？（）A.牛肉B.鱼肉C.玉米D.水果（如桃子）10.在食品辐射保藏中，常用的辐射剂量单位是（）。A.焦耳（J）B.戈瑞C.库伦（C）D.拉德11.下列哪种包装气体组合通常用于红肉（如牛肉）的保鲜以保持其鲜红色？（）A.高浓度氧气B.高浓度二氧化碳C.高浓度氮气D.真空12.食品在干燥过程中，若表面水分蒸发速率大于内部水分扩散速率，容易导致（）。A.表面硬化B.内部空洞C.收缩率小D.复水性好13.超高温杀菌（UHT）的条件通常是（）。A.63℃，30分钟B.72℃，15秒C.135℃，2-5秒D.100℃，20分钟14.下列哪种变化属于食品的非酶褐变？（）A.切开苹果变褐B.面包烤制变色C.香蕉储藏变黑D.荔枝壳变褐15.冻结速度越快，形成的冰晶（）。A.数量少，体积大B.数量多，体积小C.数量少，体积小D.数量多，体积大16.下列哪种甜味剂具有高甜度、低热值的特点？（）A.蔗糖B.葡萄糖C.阿斯巴甜D.麦芽糖17.食品复水性是衡量（）食品质量的重要指标。A.干制B.罐头C.冷冻D.腌制18.下列哪种防腐剂在酸性条件下抑菌效果最好？（）A.苯甲酸钠B.山梨酸钾C.丙酸钙D.亚硝酸钠19.食品发酵中，乳酸菌的主要代谢产物是（）。A.乙醇和二氧化碳B.乳酸C.乙酸D.柠檬酸20.臭氧在食品加工中主要用于（）。A.增香B.杀菌和除味C.漂白D.质构改良21.膳食纤维的主要生理功能不包括（）。A.改善肠道功能B.降低血糖C.提供大量能量D.降低胆固醇22.在食品挤压加工中，物料在挤压机内主要经历的过程是（）。A.低温低压B.高温高压剪切C.低温高压D.常温常压23.下列哪种油脂改性方法是将液态油转变为固态或半固态脂肪？（）A.分提B.酯交换C.氢化D.精炼24.食品中水分存在的状态不包括（）。A.自由水B.结合水C.滞化水D.气态水25.为了防止巧克力起霜（糖霜或脂霜），应控制储存环境的（）。A.高温高湿B.低温低湿C.温度波动D.氧气浓度26.下列哪项不是食品冷冻浓缩的优点？（）A.挥发性风味物质损失少B.能耗高C.避免了高温对品质的破坏D.可获得高浓度产品27.食品超高压处理（HPP）的主要特点是（）。A.温度显著升高B.共价键发生断裂C.能较好地保持食品的色、香、味及营养成分D.成本极低28.在肉制品加工中，亚硝酸盐的主要作用是（）。A.增加甜味B.发色和抑制肉毒梭状芽孢杆菌C.提高水分含量D.防止脂肪氧化29.下列哪种技术属于非热加工技术？（）A.巴氏杀菌B.超高压杀菌C.微波杀菌D.电阻加热30.玻璃化保藏食品的核心理论是限制（）。A.温度B.水分活度C.扩散运动D.化学反应三、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的五个备选项中有两个至五个是符合题目要求的，请将其代码填在括号内。多选、少选、错选均不得分）1.食品变质的原因主要包括（）。A.微生物污染B.酶的作用C.物理因素D.化学因素E.包装精美2.下列属于食品干制方法的是（）。A.晒干B.真空冷冻干燥C.微波干燥D.渗透脱水E.罐装3.降低食品水分活度的方法有（）。A.干燥B.添加盐C.添加糖D.冷冻E.加热4.食品热处理的目的包括（）。A.杀灭微生物B.破坏酶活性C.改善食品品质（如风味、颜色）D.提高营养成分E.增加食品体积5.下列关于美拉德反应的描述，正确的有（）。A.需要还原糖和氨基化合物参与B.会导致食品褐变C.产生的某些产物具有抗氧化性D.会导致必需氨基酸损失E.反应速度随pH升高而加快6.食品冷冻冷藏过程中常见的品质变化有（）。A.冰晶长大B.干耗（水分蒸发）C.蛋白质变性D.脂肪氧化E.淀粉老化7.影响微生物耐热性的因素包括（）。A.加热温度B.环境pH值C.水分活度D.脂肪含量E.糖浓度8.下列属于气调包装中常用保护气体的是（）。A.氧气（）B.氮气（）C.二氧化碳（C）D.氢气（）E.氯气（C）9.食品辐照的化学效应主要包括（）。A.水的辐射分解B.维生素的破坏C.脂肪的辐射氧化D.蛋白质的降解E.矿物质的活化10.下列食品中，常利用发酵技术生产的有（）。A.酸奶B.馒头C.腐乳D.葡萄酒E.罐头牛肉11.食品添加剂的作用包括（）。A.提高食品的保藏性B.改善食品的感官性状C.保持或提高食品的营养价值D.增加食品的种类E.代替主要原料12.造成食品脂肪氧化的因素有（）。A.光照B.氧气C.金属离子（如铁、铜）D.高温E.水分13.下列关于高压脉冲电场（PEF）杀菌的描述，正确的有（）。A.利用高强度脉冲电场处理液态食品B.主要是破坏微生物的细胞膜C.处理时间极短D.适用于处理固态块状食品E.属于热杀菌技术14.食品质构改良常用的物理方法有（）。A.均质B.乳化C.胶体磨研磨D.添加增稠剂E.添加防腐剂15.下列属于HACCP计划基本原则的是（）。A.进行危害分析B.确定关键控制点C.建立关键限值D.建立监控程序E.建立验证程序四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）1.食品加工的根本目的是________、________和________。2.根据pH值的不同，罐头食品通常分为酸性食品（pH<4.6）和________食品（pH≥4.6）。3.在食品干燥曲线中，干燥速率恒定且不为零的阶段称为________阶段；当干燥速率开始下降时，称为________阶段。4.食品冻结时，水分转化为冰的百分比称为________。通常要求速冻食品在短时间内通过最大冰晶生成带，以生成________的冰晶。5.值表示在________℃下，杀灭90%的特定微生物所需要的时间（分钟）。6.栅栏技术中，常用的因子包括F值（热处理）、________、________、________等。7.防止食品氧化的方法除脱氧外，还可以添加________剂。8.食品中的水分根据其存在状态和物理化学性质，可分为________水和________水。9.在肉制品腌制中，除了食盐外，通常还添加________、________和糖等辅料。10.乳均质的主要目的是破碎________，防止脂肪上浮，使乳液体系更加稳定。11.食品化学保藏中，常用的防腐剂包括苯甲酸、________及其盐类。12.玻璃化转变温度（）是________态与________态相互转变的温度。五、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.食品工艺学是一门应用科学，主要研究食品的加工原理、工艺技术和质量控制。（）2.只要将食品中的水分全部除去，微生物就无法生长，食品就可以无限期保存。（）3.巴氏杀菌可以杀灭食品中所有的致病菌和营养细胞，但不能杀灭芽孢。（）4.冷冻食品在解冻后，如果汁液流失严重，说明冷冻速率可能过慢。（）5.所有的霉菌都是好氧的，因此在真空包装的食品中霉菌无法生长。（）6.亚硝酸盐不仅具有发色作用，还具有抑制肉毒杆菌和抗氧化作用，但本身有一定毒性，需严格控制用量。（）7.微波加热是因为食品分子中的极性分子在交变电磁场中产生摩擦而产热，属于从内到外的加热方式。（）8.F值通常用于表示杀菌工艺的强度，其基准温度通常为121.1℃（针对肉毒杆菌）。（）9.食品的Aw值越低，其稳定性越好，但口感不一定最佳。（）10.超高压杀菌（HPP）不能杀灭食品中的芽孢，因此必须结合其他栅栏因子使用。（）11.脂肪的自动氧化是一个自由基链式反应，光和热是促进剂。（）12.挤压膨化食品仅仅是指零食，如虾条、薯片等。（）13.食品经过辐照处理后，会带有放射性，因此不安全。（）14.酶促褐变需要氧气、酚类物质和多酚氧化酶的共同参与。（）15.在食品加工中，维生素C是一种强还原剂，常被用作抗氧化剂。（）六、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1.简述食品干制过程中水分蒸发的两个阶段及其特点。2.什么是栅栏技术？请列举至少4个常见的栅栏因子。3.简述食品冷冻冷藏与冷却冷藏的主要区别（原理、温度范围、保藏期）。4.简述美拉德反应对食品品质的影响（有利和不利方面）。5.简述高压处理（HPP）的基本原理及其在食品加工中的应用优势。6.简述食品辐射保藏的原理及主要特点。七、计算与分析题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.某罐头厂在杀菌过程中，针对某种嗜热菌进行杀菌效果评估。已知该菌在121.1℃下的值为0.5分钟，Z值为10℃。如果初始菌数为cfu/罐，要求杀菌后腐败率为0.001%（即残存菌数N≤cfu/罐）。(1)计算在121.1℃下所需的杀菌时间（F值）。(2)如果杀菌温度提高至125℃，计算所需的杀菌时间（假设Z=2.某种食品的水分活度（）为0.98，若要将其加工成中间水分食品（IMF），目标为0.70。请分析：(1)可以采用哪些工艺手段降低食品的水分活度？(2)降低水分活度对食品中的微生物、酶活性和化学反应有何影响？八、论述题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）1.论述食品热处理（杀菌）的主要目的及其对食品品质可能产生的负面影响。如何在保证食品安全性的同时，最大限度地减少营养和感官品质的损失？2.结合现代食品加工技术，论述非热加工技术（如高压、脉冲电场、辐照等）的原理、特点及其在保持食品“天然、新鲜、营养”方面的应用前景。参考答案及详细解析一、名词解释1.食品工艺学：是一门应用科学，它利用化学、物理学、生物学、微生物学等基础学科的理论和技术，研究食品的原料特性、加工工艺、质量控制、工程设计以及包装储运等方面的规律，旨在生产出安全、营养、美味、方便且耐贮藏的食品。2.商业无菌：指罐头食品经过热处理后，在正常贮存条件下，不含致病菌和在正常贮存条件下能繁殖的非致病菌（即不含能引起食品腐败变质的微生物）。它并不意味着食品中完全不含任何微生物，可能存在极少数处于休眠状态的芽孢或非致病菌，但它们在产品保质期内不会引起腐败或致病。3.水分活度（WaterActivity,）：表示食品中水分存在的状态（游离程度），即食品中蒸汽压与相同温度下纯水饱和蒸汽压的比值。它反映了水分参与化学反应和微生物生长的可利用性，范围在0-1之间。4.栅栏技术：一种食品保藏的设计原理，通过在食品中设置多个阻碍微生物生长繁殖的因子（栅栏因子，如温度、pH、、Eh、防腐剂等），多个因子协同作用，形成多靶攻击，从而在不使用强烈单一手段的情况下有效抑制微生物，保障食品安全稳定。5.冷冻浓缩：利用溶液在冻结过程中，溶质被排挤在冰晶之外的液相中，从而使液相浓度升高的原理，实现溶液浓缩的一种分离技术。常用于果汁、醋等液态食品的浓缩。6.热力致死时间（TDT）：指在特定的热处理温度下，将食品中某种特定微生物的菌数减少到某一规定数量（如从减少到或完全杀灭）所需要的时间。7.D值（DecimalReductionTime）：在特定的热处理温度和环境下，杀灭90%的特定微生物（即微生物数量减少一个对数循环，N→N/8.Z值：热力致死时间（或D值）变化一个对数单位（即10倍或1/10）所对应的温度变化值（℃）。它反映了微生物对温度的敏感程度，Z值越大，微生物的热致死曲线越平缓，对温度越不敏感。9.F值：在一定的基准温度（通常为121.1℃）下，杀灭一定数量的某种微生物所需的热处理时间（分钟）。它相当于将不同温度下的杀菌效果折算成121.1℃下的等效杀菌时间，用于量化杀菌工艺的强度。10.玻璃化转变温度：非晶态聚合物（如食品中的淀粉、蛋白质等大分子）从玻璃态（坚硬、脆性）向橡胶态（柔软、粘性）转变时的温度。当食品温度低于时，分子链段运动被冻结，扩散速率极慢，许多化学反应和物理变化受到抑制，有利于食品长期稳定。11.中间水分食品（IMF）：指水分含量较高（通常在20%-50%之间），但通过添加溶质（如糖、盐）降低水分活度（一般在0.60-0.85之间），从而使微生物难以生长，具有良好贮藏稳定性的食品。例如果脯、肉干等。12.气调保鲜（MAP）：通过调节包装容器内的气体成分（如降低氧气浓度，提高二氧化碳或氮气浓度），改变食品周围的环境气体，从而抑制食品中微生物的生长繁殖、降低酶活性和减缓氧化反应，延长食品货架期的一种保鲜技术。13.食品辐照：利用电离辐射（如钴-60产生的γ射线或电子加速器产生的电子束）处理食品，以达到杀灭害虫、病原微生物，抑制发芽，延缓成熟等目的的一种冷杀菌保藏技术。14.挤压膨化：利用螺杆挤压机，在高温、高压、高剪切力的条件下，使物料发生熔融、变性、混合、剪切，然后瞬间通过模头挤出，压力骤降，水分闪蒸，物料体积迅速膨胀，形成多孔结构的一种食品加工技术。15.关键控制点（CCP）：在HACCP（危害分析与关键控制点）体系中，指能够进行控制，并且该控制对于防止、消除食品安全危害或将其降低到可接受水平是必不可少的步骤或环节。二、单项选择题1.C2.C3.C4.C5.C6.A7.C8.A9.D10.B11.A12.A13.C14.B15.B16.C17.A18.A19.B20.B21.C22.B23.C24.D25.C26.B27.C28.B29.B30.C三、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABC5.ABCDE6.ABCDE7.ABCDE8.ABC9.ABCD10.ABCD11.ABCD12.ABCDE13.ABC14.ABC15.ABCDE四、填空题1.提高食品的耐贮藏性；改善食品的感官特性；提高食品的可食性和便利性（或增加营养价值）2.低酸性（或非酸性）3.恒速干燥；降速干燥4.冻结率；细小均匀5.121.16.pH；；Eh（或Aw、Pres、t等）7.抗氧化8.自由；结合（或滞化、毛细管）9.硝酸盐；亚硝酸盐10.脂肪球11.山梨酸（或丙酸、脱氢乙酸）12.玻璃；橡胶五、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√11.√12.×13.×14.√15.√六、简答题1.简述食品干制过程中水分蒸发的两个阶段及其特点。答：（1）恒速干燥阶段：这是食品干燥的初期阶段。此时食品表面存在大量自由水，水分从内部向表面的扩散速率大于或等于表面水分向空气的蒸发速率。干燥速率保持恒定，且主要由外部环境条件（空气温度、流速、湿度）决定，食品表面温度保持在湿球温度附近。（2）降速干燥阶段：随着干燥进行，食品表面水分减少，内部水分向表面的扩散速率小于表面蒸发速率，干燥速率逐渐下降。此时干燥速率主要受内部水分扩散控制，食品温度逐渐升高接近空气干球温度。此阶段对干制品品质（如表面硬化、复水性）影响较大。2.什么是栅栏技术？请列举至少4个常见的栅栏因子。答：栅栏技术是指通过在食品中设置多个阻碍微生物生长繁殖的因子（栅栏因子），这些因子协同作用，共同形成对微生物的多重抑制，从而在不使用极端单一处理的情况下保证食品安全和稳定的技术。常见的栅栏因子包括：(1)热处理强度（F值）(2)酸度（pH值）(3)水分活度（）(4)氧化还原电位（Eh）(5)防腐剂(6)竞争性菌群3.简述食品冷冻冷藏与冷却冷藏的主要区别（原理、温度范围、保藏期）。答：（1）原理：冷却冷藏是将食品温度降低到接近冰点但不冻结，利用低温抑制微生物活性和酶活性，减缓化学反应；冷冻冷藏则是将食品温度降低到远低于冰点，使大部分自由水冻结成冰，从而大幅降低水分活度，几乎完全停止微生物生长和生化反应。（2）温度范围：冷却冷藏通常在0℃~5℃（或-2℃~4℃）；冷冻冷藏通常在-18℃以下（优质速冻食品要求-30℃速冻后-18℃储藏）。（3）保藏期：冷却冷藏保藏期较短，通常为数天至数周；冷冻冷藏保藏期长，可达数月至一年以上。4.简述美拉德反应对食品品质的影响（有利和不利方面）。答：有利影响：(1)产生令人愉悦的色泽（如面包皮、烤肉的颜色）和诱人的风味物质。(2)某些反应产物具有抗氧化作用。(3)在某些情况下能提高蛋白质的利用率。不利影响：(1)导致食品褐变，在不需要变色的食品中是缺陷。(2)造成必需氨基酸（如赖氨酸）的损失，降低食品营养价值。(3)在高温下可能产生有害物质，如丙烯酰胺等。5.简述高压处理（HPP）的基本原理及其在食品加工中的应用优势。答：基本原理：利用高压（通常100-600MPa）在常温或较低温度下处理食品。高压主要破坏微生物的细胞膜形态、改变蛋白质的三维和四级结构（使蛋白质变性、酶失活），从而杀灭微生物、钝化酶，但对共价键（如风味物质、维生素的化学结构）影响较小。应用优势：(1)能较好地保持食品原有的色、香、味及营养成分（尤其是热敏性成分）。(2)无需加热，避免了热处理带来的煮熟味和营养损失。(3)作用均匀、瞬时。(4)节能环保。6.简述食品辐射保藏的原理及主要特点。答：原理：利用电离辐射（γ射线、电子束等）产生的能量，直接或间接破坏微生物的DNA、RNA、细胞膜等关键结构，导致微生物死亡或无法繁殖；同时也能抑制植物发芽、杀灭害虫。主要特点：(1)冷杀菌技术：食品温升极小，适合处理热敏食品。(2)穿透力强：可处理已包装的食品，穿透包装材料进行内部杀菌，避免二次污染。(3)无化学残留：不添加化学物质，卫生安全。(4)耗能低：处理速度快。(5)缺点：需专门设施，公众接受度有时受心理因素影响，某些高剂量下可能产生感官变化。七、计算与分析题1.解：(1)计算在121.1℃下所需的杀菌时间（F值）。根据杀菌公式：F已知：=0.5min，=，N==0.5所以，在121.1℃下所需的杀菌时间为4.0分钟。(2)计算在125℃下所需的杀菌时间。根据F值的折算公式（或利用D值与温度的关系）：l设为121.1℃下的时间（4.0min），为125℃下的时间。ll4.0=4.0所以，在125℃下所需的杀菌时间约为1.63分钟。2.分析：(1)降低食品水分活度的工艺手段：物理干燥：利用热风、真空、冷冻等方式去除水分。浓缩：蒸发去除部分水分。添加亲水性溶质：通过添加食盐、糖、甘油、醇类等物质，通过溶剂化作用结合水分，从而降低自由水的蒸汽压，即降低。水分替代：使用聚合物等物质替代水的作用。(2)降低水分活度对食品的影响：对微生物：大多数细菌需要>0.9，酵母菌>0.88，霉菌>0.8对酶活性：降低会降低酶的流动性，从而抑制酶促反应。但在极低水分下，某些酶仍可能保持活性，一旦复水反应会迅速进行。对化学反应：降低通常会减缓氧化反应（但在极低下氧化速率可能因失去水膜保护而加快）；能显著减缓水解反应和非酶褐变（美拉德反应通常在中等下最快）。八、论述题1.论述食品热处理（杀菌）的主要目的及其对食品品质可能产生的负面影响。如何在保证食品安全性的同时，最大限度地减少营养和感官品质的损失？答：主要目的：(1)杀灭致病菌和腐败微生物，保证食品安全，延长货架期。(2)破坏食品中的酶活性，防止酶促褐变、分解等变质。(3)改善食品的品质和特性，如使蛋白质变性易于消化、产生风味物质、软化组织等。负面影响：(1)营养素损失：尤其是热敏性维生素（如维生素C、硫胺素）的破坏；蛋白质变性可能影响生物价；美拉德反应导致赖氨酸等必需氨基酸损失。(2)感官品质变化：产生煮熟味；色泽劣变（如叶绿素脱镁变褐、美拉德褐变过度）；质地软化或烂糊；风味物质挥发或发生不良化学反应。(3)产生有害物质：如高温下丙烯酰胺的生成。减少损失的策略：(1)优化工艺参数：采用高温短时（HTST）或超高温瞬时（UHT）杀菌。根据化学反应动力学，微生物死亡的Z值通常较小，