中国农业大学食品工艺学真题及答案

中国农业大学食品工艺学真题及答案2021年真题及参考答案一、名词解释（每题3分，共18分）1.冷杀菌【答案】冷杀菌又称非热杀菌，指无需升高食品温度即可杀灭食品中致病微生物、腐败微生物的加工技术，核心优势是避免热加工对热敏性营养成分（维生素C、B族维生素、风味物质、活性蛋白等）的破坏，常见技术类型包括超高压杀菌（400-600MPa，常温下处理3-10min）、脉冲电场杀菌、辐照杀菌、紫外杀菌、微滤除菌等，目前已广泛应用于鲜榨果汁、生鲜肉制品、即食调味食品等品类的加工。2.排气密封【答案】排气密封是罐藏食品加工的核心工序之一，指在罐头密封前通过加热排气、机械抽真空、蒸汽喷射排气等方式排出罐头顶隙及食品内部的空气，随后立即完成密封的工艺，目的是降低罐内氧气含量，抑制好氧微生物的生长繁殖，减少罐头内壁的腐蚀，同时避免杀菌过程中因气体膨胀导致的罐身变形、密封性破坏，一般要求排气后罐内真空度维持在38-53kPa。3.吸附型食品干燥剂【答案】吸附型食品干燥剂是通过物理吸附作用脱除食品包装内游离水分的一类食品接触材料，核心要求是无毒、无腐蚀性、不与食品发生反应，常见类型包括硅胶干燥剂（孔径2-3nm，吸湿率≥30%）、蒙脱石干燥剂、氯化钙干燥剂等，主要用于高油食品、膨化食品、干制果蔬等易吸潮变质食品的包装，需要符合GB2760及食品接触材料相关标准要求。4.乳的均质【答案】乳的均质是乳制品加工的核心预处理工序，指在60-65℃的温度条件下，对乳施加15-25MPa的高压剪切力，将乳中的脂肪球粒径从原来的3-10μm破碎至0.5-2μm的工艺，目的是使脂肪球均匀分散在乳体系中，避免贮藏过程中出现脂肪上浮分层的问题，同时提高乳的消化吸收率，一般采用二级均质工艺，一级均质压力18-20MPa，二级均质压力3-5MPa，均质效果可通过均质指数测定判定，合格产品均质指数≤1%。5.脂肪氧化酶漂白【答案】脂肪氧化酶漂白是小麦粉加工中常用的生物漂白工艺，利用小麦中自身存在的脂肪氧化酶，催化小麦粉中的不饱和脂肪酸氧化生成过氧化物，过氧化物进一步氧化小麦粉中的类胡萝卜素等色素物质，使其从有色的共轭结构转变为无色结构，从而达到漂白小麦粉、提高面粉白度的效果，该工艺无需添加化学漂白剂，符合绿色加工的要求，漂白效果与面粉含水量、贮藏温度、贮藏时间直接相关。6.速冻食品的T.T.T理论【答案】T.T.T是时间-温度-品质耐受性（Time-Temperature-Tolerance）的缩写，核心内容是速冻食品在贮藏流通过程中的品质变化总累积量，取决于贮藏温度和各温度区间的停留时间，同一品种的速冻食品，贮藏温度越低，允许的贮藏期越长，在相同温度下，流通中温度波动的次数越多、波动幅度越大，品质劣变越严重，一般要求速冻食品的贮藏温度≤-18℃，流通环节温度波动幅度不得超过±2℃，该理论是速冻食品冷链控制的核心依据。二、简答题（每题10分，共40分）1.简述果蔬气调贮藏的原理及常用调控方式。【答案】（1）原理：气调贮藏是在低温贮藏的基础上，通过人为调节贮藏环境中的气体组分，将O₂浓度降低至2%-5%，CO₂浓度升高至3%-5%，同时控制乙烯浓度低于0.1μL/L，从而抑制果蔬的呼吸强度（可降低呼吸强度30%-50%），减少呼吸消耗，抑制乙烯的合成与生理作用，延缓果蔬的后熟衰老过程，同时抑制腐败微生物的生长繁殖，最终使果蔬的贮藏期比普通低温贮藏延长1-2倍，且能更好地保留果蔬的风味、营养和质构。（2）常用调控方式：①自发气调（MA）：依靠果蔬自身的呼吸作用消耗环境中的O₂，释放CO₂，通过具有特定透气性的包装材料（比如PE膜、微孔膜）调节气体平衡，无需额外的气体调控设备，成本低、操作简单，适合大宗果蔬（苹果、柑橘、土豆等）的中短期贮藏，贮藏期一般为1-3个月。②人工气调（CA）：通过人工充入N₂、CO₂的方式精准控制贮藏环境的气体组分，气体浓度误差控制在±0.5%以内，搭配0-5℃的低温和90%-95%的相对湿度，贮藏期比MA延长30%-50%，适合高端果蔬、进口果蔬的长期贮藏，贮藏期可达3-8个月。③新型气调方式：包括减压贮藏（将环境压力降低至0.1-0.2个大气压，进一步降低O₂浓度，同时排出乙烯）、动态气调（根据果蔬的呼吸强度动态调整气体组分）、1-MCP结合气调（1-MCP为乙烯受体抑制剂，处理后可大幅延缓果蔬后熟）等，目前已在樱桃、蓝莓等不耐贮浆果的贮藏中推广应用。2.简述面包加工中面团调制的六个阶段及各阶段的工艺要点。【答案】面包面团调制又称和面，是决定面包品质的核心工序，六个阶段及工艺要点如下：（1）原料混合阶段：将面粉、水、酵母、食盐、糖等基础原料投入和面机，低速搅拌2-3min，使原料混合形成散碎的湿面团，此时面筋网络尚未形成，面团无弹性、无延伸性，表面粗糙。（2）面筋形成阶段：继续中速搅拌3-4min，面粉中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白吸水膨胀，逐渐形成初步的面筋网络，此时面团逐渐变得有弹性，表面开始光滑，手拉面团容易断裂，延伸性差。（3）面筋扩展阶段：继续中速搅拌4-5min，面筋网络进一步形成，面团的弹性和延伸性同步提升，表面光滑有光泽，手拉面团可形成较薄的膜，但膜容易破裂，破裂口呈锯齿状，此时可加入黄油等油脂原料。（4）调制完成阶段：继续中速搅拌2-3min，面筋网络完全形成，面团弹性好、延伸性佳，手拉面团可形成均匀的透明薄膜，薄膜破裂口呈光滑的圆形，此时面团温度应控制在26-28℃，需立即停止搅拌，防止搅拌过度。（5）搅拌过度阶段：如果继续搅拌，面筋网络开始断裂，面团的弹性下降，变得粘软、流动性强，手拉面团无韧性，烤出的面包体积小、内部组织粗糙，口感差。（6）面筋破坏阶段：进一步搅拌会导致面筋网络完全断裂，面团变成半透明的浆状，失去弹性和延伸性，完全无法用于面包加工。3.简述罐藏食品杀菌F值的定义及影响F值的核心因素。【答案】（1）定义：F值是指在一定的致死温度下，杀死一定数量的目标微生物（通常为肉毒梭状芽孢杆菌）所需要的时间，是衡量罐藏食品杀菌强度的核心指标。对于低酸性罐藏食品（pH＞4.5），通常采用标准温度121.1℃下的杀菌时间作为F₀值，F₀值的计算公式为F₀=D₁₂₁.₁×（lgN₀-lgN），其中D值为该温度下微生物的十进制致死时间，N₀为初始菌数，N为杀菌后残留菌数，一般要求低酸性罐藏食品的F₀值≥12min，达到商业无菌要求。（2）影响F值的核心因素：①食品的pH值：pH值越低，微生物的耐热性越差，相同杀菌要求下需要的F值越小，比如酸性食品（pH＜4.5）的杀菌温度通常为100℃，F值仅需5-10min。②初始菌数：食品原料的初始菌数越高，需要杀灭的微生物总量越大，对应的F值越高，因此原料的预处理、车间的卫生控制可有效降低所需F值，减少营养成分的损失。③食品的组分：食品中的糖、蛋白质、脂肪、胶体等物质会提升微生物的耐热性，相同条件下需要的F值更大，比如含油量30%的肉类罐头，F₀值需要比同类型的蔬菜罐头提高20%-30%。④传热方式：对流传热的食品（比如液态罐头）传热速度快，罐内冷点（温度最低的位置）升温快，需要的F值小；传导传热的食品（比如固态肉类罐头）传热速度慢，冷点升温慢，需要的F值更大。4.简述大豆加工中去除抗营养因子的常用工艺方法。【答案】大豆中的抗营养因子主要包括胰蛋白酶抑制剂、植酸、脂肪氧化酶、凝血素、胀气因子等，常用的去除方法如下：（1）热处理法：采用100℃以上的湿热处理5-15min，可使抗营养因子中的蛋白类物质（胰蛋白酶抑制剂、凝血素、脂肪氧化酶）变性失活，去除率可达90%以上，是目前最常用的方法，包括蒸煮、高压灭菌、挤压膨化等工艺，其中挤压膨化（120-150℃，压力3-5MPa）的处理效果最佳，同时可提高大豆蛋白的消化吸收率。（2）酸碱处理法：将大豆浸泡在pH4-5的酸性溶液或者pH9-10的碱性溶液中，可使植酸溶解析出，同时破坏部分蛋白类抗营养因子，植酸的去除率可达80%以上，常用于大豆分离蛋白的加工过程。（3）发酵法：利用微生物发酵过程中产生的酶系，分解抗营养因子，比如纳豆发酵、腐乳发酵过程中，胰蛋白酶抑制剂的去除率可达95%以上，植酸的去除率可达70%以上，同时还能产生多肽、氨基酸等营养物质，提升产品的营养价值。（4）发芽处理法：大豆发芽过程中自身会合成多种水解酶，分解抗营养因子，发芽3-5天后，胰蛋白酶抑制剂的去除率可达60%-70%，植酸的去除率可达50%以上，胀气因子的去除率可达80%以上，常用于豆芽、发芽豆乳等产品的加工。（5）物理分离法：通过去皮、离心、超滤等方式去除抗营养因子，比如大豆去皮可去除30%以上的植酸，超滤处理可去除大豆乳清中的部分胀气因子，通常和其他方法搭配使用。三、论述题（每题21分，共42分）1.论述常温液态奶加工的核心工艺环节、关键控制点及对应的质量控制要求。【答案】常温液态奶又称超高温灭菌奶，保质期可达6-12个月，是我国乳制品市场的主流品类，其核心工艺环节、关键控制点及质量要求如下：（1）原料奶验收：关键控制点为原料奶的理化指标、微生物指标、体细胞指标。质量控制要求：脂肪含量≥3.2g/100g，蛋白质含量≥3.0g/100g，酸度≤16°T，杂质度≤2mg/kg，菌落总数≤1×10⁴CFU/mL，体细胞数≤4×10⁵个/mL，不得检出抗生素、三聚氰胺等违禁物质，不符合要求的原料奶一律拒收，从源头保障产品质量。（2）预处理工序：包含过滤、离心净乳、标准化三个环节，关键控制点为净乳参数、标准化指标。质量控制要求：采用100-200目的滤网过滤去除毛发、杂质，离心净乳的转速为4000-6000r/min，去除乳中的体细胞、微生物芽孢等杂质，标准化后产品的脂肪、蛋白质含量符合产品明示值，误差不超过±0.1g/100g。（3）均质工序：关键控制点为均质温度、均质压力。质量控制要求：均质温度控制在60-65℃，采用二级均质工艺，一级均质压力为18-20MPa，二级均质压力为3-5MPa，均质后乳中的脂肪球粒径≤2μm，均质指数≤1%，避免产品贮藏过程中出现脂肪上浮的问题。（4）超高温瞬时杀菌（UHT）工序：关键控制点为杀菌温度、杀菌时间、F₀值。质量控制要求：杀菌温度控制在137-142℃，杀菌时间为2-4s，杀菌后产品的F₀值≥4s，达到商业无菌要求，同时要控制乳清蛋白的变性率≤5%，避免产品出现蒸煮味、沉淀等问题。（5）无菌灌装工序：关键控制点为灌装环境洁净度、包装材料杀菌效果、灌装密封性。质量控制要求：灌装车间的洁净度达到百级标准，包装材料采用0.5%-1%的双氧水浸泡3-5s后，经热空气吹干、紫外线照射杀菌，杀菌率达到100%，灌装过程中无菌空气的压力为0.2-0.3MPa，避免外界微生物侵入，灌装后产品的密封性良好，无漏液、鼓袋等问题。（6）成品检验与保温试验：关键控制点为成品指标、保温试验结果。质量控制要求：成品的感官、理化、微生物指标符合GB25190《灭菌乳》的要求，微生物检测无致病菌、无腐败微生物，符合商业无菌标准，产品需在37℃条件下保温7天，无涨袋、变质、分层等问题，检验合格后方可出厂销售。（7）贮藏流通环节：关键控制点为贮藏温度、光照条件。质量控制要求：产品应在常温、阴凉、干燥的环境下贮藏，避免阳光直射，贮藏温度不得超过37℃，防止产品出现脂肪氧化、风味劣变的问题。2.结合当前预制菜产业的发展现状，论述速冻预制菜加工中常见的质量问题及对应的工艺调控措施。【答案】当前我国速冻预制菜产业的市场规模已超过4000亿元，年增速保持在20%以上，是食品工业的重要增长点，但加工过程中仍存在多种质量问题，影响产品品质，常见问题及调控措施如下：（1）冰晶过大导致的质构劣变：速冻过程中如果冻结速率慢，会在细胞间隙形成大的冰晶，刺破细胞结构，导致产品解冻后出现汁液流失、口感变软、风味变差的问题，比如速冻蔬菜解冻后软烂、速冻肉制品解冻后出水严重。调控措施：采用液氮速冻、隧道式速冻等快速冻结工艺，控制冻结速率在5-10cm/h，使食品快速通过最大冰晶生成带（-1℃到-5℃），形成的冰晶粒径≤10μm，均匀分布在细胞内和细胞间隙，减少对细胞结构的破坏，同时要求产品中心温度在30min内降低至-18℃以下。（2）冷链流通中的温度波动导致的品质劣变：速冻预制菜在流通过程中如果温度反复波动，会导致冰晶反复重结晶，冰晶粒径不断变大，进一步破坏产品的质构，同时会导致脂肪氧化、微生物繁殖，缩短产品的保质期。调控措施：严格按照T.T.T理论进行冷链控制，产品的贮藏温度≤-18℃，流通环节的温度波动幅度不得超过±2℃，采用智能温度标签实时监测产品的温度变化，避免出现断链的问题。（3）氧化劣变问题：速冻预制菜中的脂肪、维生素等成分在低温下仍会缓慢氧化，导致产品出现哈喇味、颜色变褐、营养损失的问题，比如速冻红烧肉贮藏3个月后出现脂肪氧化味，速冻绿叶菜贮藏2个月后颜色变黄。调控措施：①预处理阶段采用热烫处理钝化多酚氧化酶、脂肪氧化酶的活性，热烫温度为95-100℃，时间为1-3min，热烫后立即冷却至10℃以下；②采用真空包装、充氮包装，降低包装内的氧气含量，氧气残留量≤1%；③按照GB2760的要求添加适量的抗氧化剂，比如维生素C、维生素E、TBHQ等，抑制氧化反应。（4）微生物超标问题：速冻预制菜的杀菌强度通常较低，如果预处理过程中卫生控制不到位，会导致初始菌数过高，贮藏过程中微生物缓慢繁殖，导致产品解冻后微生物超标，存在食品安全风险。调控措施：①严格控制车间的卫生条件，加工车间的洁净度达到万级标准，操作人员、设备、工器具严格消毒，降低初始菌数；②加工过程中原料的温度控制在10℃以下，避免微生物在预处理过程中繁殖；③速冻前可采用巴氏杀菌、紫外杀菌、辐照杀菌等方式降低初始菌数，辐照剂量控制在10kGy以内，符合食品安全标准要求；④产品在-18℃以下贮藏，抑制微生物的繁殖。（5）风味流失问题：速冻预制菜在加工、贮藏过程中容易出现挥发性风味物质流失的问题，导致产品的风味和现制产品差距较大。调控措施：①采用低温调味工艺，调味过程中温度控制在15℃以下，减少风味物质的挥发；②采用微胶囊包埋技术对易挥发的风味物质进行包埋，提高风味的稳定性；③产品的密封包装采用高阻隔性的包装材料，避免风味物质的逸出，同时避免外界异味的侵入。2022年真题及参考答案一、名词解释（每题3分，共18分）1.水分活度【答案】水分活度是指食品中水分的蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，取值范围为0-1，是衡量食品中水分可被微生物和化学反应利用程度的核心指标，食品的腐败变质速度与水分活度直接相关，一般认为水分活度≤0.6时，绝大多数微生物无法生长繁殖，食品可长期贮藏，常见的干制食品水分活度≤0.7，冷藏生鲜食品的水分活度通常为0.95-0.99。2.超高温瞬时杀菌（UHT）【答案】超高温瞬时杀菌是指将食品快速加热至135-145℃，保持2-5s后快速冷却至室温的杀菌工艺，可在极短时间内杀灭食品中的所有致病微生物、腐败微生物及芽孢，达到商业无菌要求，同时最大程度减少食品中营养成分的损失和风味的变化，广泛应用于液态奶、果汁、饮料等产品的加工，杀菌后的产品配合无菌灌装可在常温下贮藏6-12个月。3.面筋的网络结构【答案】面筋的网络结构是小麦粉加工面制品的结构基础，小麦粉中的麦谷蛋白和麦醇溶蛋白吸水后，经过搅拌或揉制，通过二硫键、氢键、疏水相互作用形成连续的三维网状结构，能够包裹发酵过程中产生的二氧化碳气体，使面制品膨胀、质地疏松，面筋网络的强度和延展性直接决定面包、馒头等面制品的体积、内部组织和口感。4.果蔬的发汗【答案】果蔬的发汗是指果蔬在贮藏过程中，当环境温度低于果蔬表面温度时，果蔬表面凝结水珠的现象，通常是由于贮藏环境温度波动过大、通风不良导致的，发汗会导致果蔬表面的湿度升高，促进腐败微生物的生长繁殖，加速果蔬的腐烂变质，防控措施是控制贮藏环境的温度波动幅度≤±1℃，合理通风，保持贮藏环境的湿度均匀。5.发酵食品的后熟【答案】发酵食品的后熟是指发酵食品在主发酵完成后，在特定的温度、湿度条件下贮藏一段时间，使微生物继续进行缓慢的代谢活动，提升产品风味、质构和营养价值的工艺，比如白酒的陈酿、酱油的晒露、酸奶的后熟等，后熟过程中大分子物质被进一步分解为小分子的氨基酸、多肽、酯类等风味物质，使产品的风味更加醇厚，口感更加协调。6.油脂的氢化【答案】油脂的氢化是指在加热、加压和镍系催化剂的作用下，将氢原子加成到油脂不饱和脂肪酸的双键上，降低油脂的不饱和程度，提高油脂的熔点、氧化稳定性和可塑性的工艺，常用于人造奶油、起酥油、代可可脂等产品的生产，氢化工艺需要严格控制温度、压力、反应时间等参数，减少反式脂肪酸的生成，目前已开发出零反式脂肪酸的氢化工艺。二、简答题（每题10分，共40分）1.简述食品冷冻冷藏中常见的冷害现象及防控措施。【答案】（1）冷害是指冰点以上的低温对生鲜食品造成的生理伤害，常见于热带、亚热带果蔬，比如香蕉在10℃以下贮藏会出现表皮发黑、果肉软烂的问题，黄瓜在8℃以下贮藏会出现水渍状斑点、腐烂的问题。冷害的机理是低温导致细胞膜的相变，从液晶态转变为凝胶态，细胞膜的通透性升高，细胞内的溶质外渗，同时代谢紊乱，积累大量的有毒代谢产物，最终导致食品腐烂变质。（2）防控措施：①梯度降温处理：将果蔬先在10-15℃的温度下预冷2-3天，再逐步降低到贮藏温度，提高果蔬的低温耐受性；②间歇升温处理：在贮藏过程中每隔7-10天将温度升高到15-20℃保持1-2天，再恢复到贮藏温度，可缓解冷害症状；③气调贮藏：提高贮藏环境中的CO₂浓度，降低O₂浓度，可抑制呼吸代谢，减轻冷害；④化学处理：采用1-MCP、氯化钙等试剂处理果蔬，可提高细胞膜的稳定性，降低冷害的发生率。2.简述果汁加工中防止褐变的常用工艺方法。【答案】果汁的褐变分为酶促褐变和非酶促褐变，常用的防控方法如下：（1）酶促褐变的防控：酶促褐变是多酚氧化酶在氧气存在的条件下氧化酚类物质生成褐色物质的过程，防控措施：①热烫处理：将破碎后的果浆在95-100℃下加热1-2min，钝化多酚氧化酶的活性，是最常用的方法；②隔氧处理：采用真空破碎、充氮保护的方式，减少果汁与氧气的接触，抑制酶促反应；③添加抑制剂：按照GB2760的要求添加维生素C、柠檬酸、亚硫酸盐等抑制剂，降低pH值，抑制酶的活性，同时还原氧化生成的醌类物质，防止褐变。（2）非酶促褐变的防控：非酶促褐变主要包括美拉德反应、抗坏血酸氧化褐变，防控措施：①控制果汁的pH值在3.0-3.5之间，可抑制美拉德反应的发生；②降低杀菌温度和时间，采用超高温瞬时杀菌工艺，减少营养成分的热分解；③采用避光、低温贮藏的方式，抑制非酶促褐变的发生，贮藏温度低于10℃时，非酶促褐变的速率可降低70%以上。3.简述腌肉制品的发色机理及常用发色助剂的作用。【答案】（1）发色机理：腌肉制品加工中添加的发色剂硝酸钠、亚硝酸钠，在酸性条件下被微生物还原为亚硝酸，亚硝酸不稳定分解生成一氧化氮，一氧化氮与肌肉中的肌红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白，呈现鲜艳的亮红色，经过加热后亚硝基肌红蛋白转变为稳定的亚硝基血色原，使腌肉制品保持稳定的红色，同时还能抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长繁殖，提升腌肉制品的风味。（2）常用发色助剂的作用：①抗坏血酸钠：作为还原剂，可将氧化生成的高铁肌红蛋白还原为亚铁肌红蛋白，提高发色效率，同时抑制亚硝胺的生成，降低亚硝酸钠的残留量；②烟酰胺：可与肌红蛋白结合生成稳定的烟酰胺肌红蛋白，防止肌红蛋白氧化变色，提升色泽的稳定性；③葡萄糖：可促进微生物的生长繁殖，降低肉制品的pH值，加速亚硝酸的还原过程，提高发色效果。4.简述婴幼儿配方乳粉加工中营养强化的核心原则和要求。【答案】婴幼儿配方乳粉的营养强化需要符合GB10765《婴儿配方食品》、GB10767《较大婴儿和幼儿配方食品》的要求，核心原则和要求如下