食品加工工艺学复习题及答案

食品加工工艺学复习题及答案一、名词解释1.D值：指在一定的致死温度条件下，杀死90%原有微生物数量所需的时间，单位为min。D值大小反映微生物的耐热性，D值越大，微生物耐热性越强，其数值与初始菌数无关，仅与菌种、处理温度、基质环境有关。2.Z值：指杀菌时间变化10倍时，所需对应的致死温度变化值，单位为℃。Z值反映不同微生物对温度的敏感性，Z值越小，说明温度对杀菌效率的影响越大。3.巴氏杀菌：是一种低温热处理工艺，通常处理温度范围为60~85℃，处理时间从数秒到数十分钟不等，目的是杀死食品中的致病菌、腐败菌营养体，同时最大程度保留食品的原有风味和营养成分，多用于液态乳、果汁、啤酒等热敏性食品的处理。4.食品干制：指通过自然或人工方式去除食品中多余水分，将水分活度降低到足以抑制微生物生长繁殖、延缓酶促反应和非酶反应的水平，从而延长食品货架期的加工工艺，常见干制方法包括热风干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、微波干燥等。5.水分活度（Aw）：指食品中水的蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压的比值，取值范围为0~1。不同微生物生长所需的最低Aw不同：细菌通常为0.90以上，酵母菌为0.88以上，霉菌为0.80以上，多数高盐、高糖食品Aw低于0.75时可有效抑制绝大多数微生物生长。6.腌制保藏：指通过向食品中添加食盐、食糖、有机酸或其他腌制辅料，利用渗透压作用降低食品水分活度，抑制微生物生长繁殖，同时改善食品风味的加工工艺，按照腌制辅料可分为盐腌、糖渍、酸渍三类。7.发酵食品：指利用有益微生物（酵母菌、乳酸菌、霉菌等）的代谢作用，将食品原料中的大分子物质分解为小分子物质，形成独特风味、质地和营养价值的食品，常见的发酵食品包括酸奶、酱油、食醋、腐乳、啤酒、泡菜等。8.真空冷冻干燥：又称升华干燥，是将食品预先冻结至冰点以下，使食品中的水分转变为固态冰，随后在真空环境下加热，使冰直接升华为水蒸气被去除，从而得到干燥制品的工艺，该工艺得到的产品营养损失率低于5%，复水性好，多用于高端果蔬干、生物活性制品、方便食品的加工。9.超高温瞬时杀菌（UHT）：指将食品加热到135~140℃，保持2~10s后迅速冷却的杀菌工艺，可有效杀灭食品中的所有微生物繁殖体和芽孢，同时由于受热时间极短，食品的风味、营养成分损失极小，多用于常温液态乳、无菌包装果汁的生产。10.冷点：指食品在热处理过程中，升温最慢、温度最低的位置，是杀菌工艺验证的核心控制点，对于固态食品或黏稠液态食品，冷点通常位于食品几何中心偏下的位置；对于对流换热为主的液态食品，冷点通常位于容器底部中心位置。二、填空题1.常见的食品杀菌方式按照杀菌强度可分为____、____、____三类，其中商业无菌要求产品中不含____，且在正常的仓储、运输、销售过程中微生物不会____。（答案：巴氏杀菌、商业无菌、超高温灭菌；致病性微生物；增殖引起腐败变质）2.食品干制过程分为三个阶段，分别是____、____、____，其中第一阶段的干燥速率由____决定，第二阶段的干燥速率由____决定。（答案：恒速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡干燥阶段；表面汽化速率；内部水分扩散速率）3.果蔬加工中常见的护色措施包括____、____、____、____四类，其中烫漂护色的温度通常为____，处理时间为____，目的是钝化____活性，防止酶促褐变。（答案：烫漂护色、亚硫酸盐护色、酸护色、抽空护色；95~100℃；2~5min；多酚氧化酶、过氧化物酶）4.食盐在腌制保藏中的作用包括____、____、____、____，其中当食盐浓度达到____时，可抑制大多数腐败菌的生长，当浓度达到____以上时，可长期保藏食品。（答案：渗透压作用、降低水分活度、抗氧化作用、改善风味；10%；15%）5.液态乳加工的标准工艺流程为：原料乳验收→____→____→____→____→杀菌/灭菌→冷却→灌装→检验→成品，其中均质的压力通常为____，温度为____，目的是破碎脂肪球，防止乳脂肪上浮分层。（答案：过滤、净化、标准化、均质；15~25MPa；55~65℃）6.面包加工的核心工序包括原辅料预处理→和面→____→____→成型→____→烘烤→冷却→包装，其中发酵的温度为____，相对湿度为____，发酵的目的是使酵母菌代谢产生____，使面团膨胀形成疏松的质地。（答案：第一次发酵、揉面、醒发；28~30℃；75%~80%；二氧化碳）7.罐头食品杀菌的F0值指在____℃的致死温度下，杀死一定数量的____所需的时间，单位为min，对于低酸性罐头食品（pH＞4.5），F0值通常要求达到____以上，以确保杀灭肉毒梭状芽孢杆菌芽孢。（答案：121；耐热性微生物芽孢；3min）8.食品冷冻保藏的温度通常为____，该温度下绝大多数微生物的生长代谢活动完全停止，酶活性被抑制，食品的保质期可达____以上，速冻工艺要求食品在30min内通过最大冰晶生成带（____℃），冰晶大小控制在____以下，避免冰晶刺破细胞导致汁液流失。（答案：-18℃；12个月；-1~-5℃；100μm）9.果酒酿造的核心工序包括原料分选→破碎→____→发酵→____→陈酿→过滤→灌装→杀菌，其中酒精发酵的主导微生物是____，发酵温度控制在____，发酵过程中糖转化为酒精的理论转化率为____（即17g葡萄糖可转化为10mL酒精）。（答案：成分调整、澄清；葡萄酒酵母；18~25℃；51.1%）10.油炸食品加工中，油炸温度通常控制在____，该温度下可快速使食品表面形成硬壳，减少内部水分流失，同时避免油温过高产生____等致癌物质，油炸食品的酸价要求≤____mgKOH/g，过氧化值要求≤0.25g/100g。（答案：160~180℃；丙烯酰胺；3）三、简答题1.简述食品热处理的正面和负面效应，分别列举3种以上。答案：正面效应：（1）杀菌灭酶：热处理可杀灭食品中的致病性微生物、腐败菌，钝化蛋白酶、多酚氧化酶等活性酶，防止食品腐败变质和褐变，延长货架期。（2）改善食品风味和质地：如肉类加热后美拉德反应产生独特的焦香风味，淀粉糊化、蛋白质变性使食品更易消化吸收，大豆加热后破坏抗营养因子（胰蛋白酶抑制剂、血细胞凝集素），提高营养价值。（3）提高食品的加工特性：如烫漂处理可使果蔬组织软化，便于后续装罐、去皮操作；小麦粉加热后可改善面团的持气性，提高面包成品质量。负面效应：（1）营养成分损失：热敏性维生素（维生素C、B族维生素）在热处理过程中损失率可达20%~80%，不饱和脂肪酸、生物活性物质（如多酚、黄酮）易被氧化破坏。（2）产生有害成分：当热处理温度超过200℃时，含蛋白质食品易产生杂环胺、丙烯酰胺等致癌物质，油脂过度加热会产生反式脂肪酸、过氧化物等有害物质。（3）风味和质地劣变：过度加热会使食品产生焦糊味，肉类过度加热后质地变硬、汁液流失率超过30%，果蔬过度加热后组织软烂、色泽变暗，失去原有脆感和鲜亮色泽。2.简述食品干制过程中常见的质量问题及控制措施。答案：常见质量问题及控制措施如下：（1）干缩：指食品干制后体积明显缩小、质地变硬的问题，主要由内部水分流失导致细胞塌陷引起。控制措施：采用速冻预处理后进行冷冻干燥，或在干制前进行适度的酶处理、膨化预处理，减少细胞结构破坏；采用梯度升温干燥，避免表面快速结壳导致内部水分无法排出。（2）表面结壳：指干制初期食品表面水分快速汽化，表层溶质浓度升高形成硬膜，阻碍内部水分扩散的问题。控制措施：控制干制初期的空气温度和风速，采用变温干燥工艺，初期温度控制在40~50℃，待内部水分扩散到表面后再逐步升高温度；干制前对食品进行切分处理，缩短内部水分的扩散路径。（3）褐变：包括酶促褐变和非酶褐变两类，酶促褐变由多酚氧化酶未完全钝化引起，非酶褐变由美拉德反应、焦糖化反应引起。控制措施：干制前采用烫漂、亚硫酸盐浸泡、酸浸等方式钝化酶活性；干制过程中控制温度不超过70℃，湿度保持在10%~20%，必要时采用真空干燥、充氮干燥减少氧气接触；对于糖分含量高的果蔬，可采用低温冷冻干燥工艺避免美拉德反应发生。（4）营养成分损失：热敏性维生素、生物活性成分在高温干制过程中易被氧化破坏。控制措施：采用低温干燥、真空干燥、冷冻干燥工艺，减少热处理强度；干制前添加适量的抗氧化剂（如抗坏血酸、柠檬酸），减少氧化反应发生。3.简述罐头食品加工的工艺流程及核心操作要点。答案：罐头食品加工的标准工艺流程为：原料预处理→装罐→排气→密封→杀菌→冷却→检验→成品，核心操作要点如下：（1）原料预处理：包括分选、清洗、切分、烫漂、护色等操作，要求去除原料中的腐烂、病虫害部分，烫漂时间和温度严格控制，确保完全钝化酶活性，同时避免原料过度软烂。（2）装罐：要求罐头顶隙度控制在3~8mm，装罐量符合产品标准，糖液、盐液等填充液温度保持在80℃以上，减少罐内初始氧气含量。（3）排气：常用的排气方法包括热力排气、真空排气、蒸汽喷射排气三类，排气后要求罐内中心温度达到75~85℃，真空度控制在0.04~0.06MPa，目的是排出罐头顶隙和食品内部的氧气，防止杀菌过程中罐头变形，抑制好氧微生物生长，减少食品氧化变色。（4）密封：采用封罐机密封，要求密封后罐盖的叠接率≥50%，紧密度≥50%，完全杜绝外界微生物进入罐内。（5）杀菌：根据食品的pH值选择杀菌工艺，酸性罐头食品（pH≤4.5）采用常压沸水杀菌，温度为100℃，杀菌时间10~30min；低酸性罐头食品（pH＞4.5）采用高压蒸汽杀菌，温度为121℃，杀菌时间根据食品种类、罐型大小确定，确保达到商业无菌要求。（6）冷却：杀菌后迅速将罐头冷却到38~40℃，避免长时间高温导致食品风味劣变、罐内壁腐蚀，冷却用水要求符合饮用水标准，防止冷却过程中微生物通过密封缝隙侵入罐内。4.简述酸奶加工的工艺流程及质量控制要点。答案：酸奶加工的工艺流程为：原料乳验收→过滤净化→标准化→配料（添加白砂糖、稳定剂等）→预热→均质→杀菌→冷却→接种发酵剂→灌装→发酵→冷却后熟→成品，核心质量控制要点如下：（1）原料乳质量控制：要求原料乳的酸度≤18°T，乳蛋白质含量≥3.0%，乳脂肪含量≥3.2%，无抗生素残留，避免抗生素抑制发酵剂的活性导致发酵失败。（2）杀菌工艺：通常采用90~95℃、5~10min的巴氏杀菌工艺，目的是杀灭原料乳中的杂菌，钝化乳中的天然抑菌物质，同时使乳清蛋白变性，提高酸奶的持水性，避免乳清析出。（3）发酵剂控制：常用的发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，接种比例为1:1，接种量为2%~4%，接种时原料乳的温度控制在42~43℃，为发酵剂的最适生长温度。（4）发酵控制：发酵温度保持在42~43℃，发酵时间为3~4h，当酸度达到70~75°T、凝块均匀无乳清析出时即可终止发酵，迅速冷却到2~6℃。（5）后熟控制：冷却后的酸奶在2~6℃的环境下后熟12~24h，目的是促进风味物质（乙醛、双乙酰）的生成，提高酸奶的稠度和风味，后熟后酸奶的酸度要求为70~110°T，乳酸菌数≥1×10^6CFU/mL。四、论述题1.对比分析常压热风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥三种干制工艺的原理、特点、适用范围及产品质量差异。答案：（1）常压热风干燥原理：以热空气为传热介质，通过对流换热将热量传递给食品，使食品表面的水分汽化，同时内部水分扩散到表面被热空气带走，从而实现食品干燥。工艺参数：干燥温度通常为50~80℃，干燥时间从数小时到数十小时不等，空气流速为1~3m/s，相对湿度为10%~30%。特点：设备成本低、操作简单、处理量大，适合大规模工业化生产；但干燥温度高、干燥时间长，营养成分损失率高，产品复水性差，易出现干缩、褐变等质量问题。适用范围：多用于粮食、干果、肉干、脱水蔬菜等对产品品质要求不高的大宗食品加工。产品质量差异：维生素C损失率可达50%~80%，复水比为1:2~1:4，质地较硬，风味损失较大，货架期为6~12个月。（2）喷雾干燥原理：将液态或浆状食品通过雾化器分散为直径10~100μm的细小液滴，与高温热空气（150~200℃）接触后，液滴中的水分在数秒内迅速汽化，得到粉末状干燥制品。工艺参数：进风温度为150~200℃，排风温度为80~100℃，干燥时间为3~10s，雾化压力为10~20MPa。特点：干燥速度极快，产品粒度均匀、流动性好，无需后续粉碎、筛分操作，可实现连续化、自动化生产；但设备投资较大，能耗较高，不适合高粘度、含糖量高的食品干燥。适用范围：多用于乳粉、豆粉、速溶咖啡、果汁粉、蛋白粉等液态食品的干燥。产品质量差异：维生素C损失率为20%~40%，复水比为1:5~1:8，速溶性好，风味保留率高于热风干燥，货架期为12~18个月。（3）真空冷冻干燥原理：将食品预先冻结到-20~-30℃，使食品中的水分转变为固态冰，随后在真空度为10~100Pa的环境下加热，使冰直接升华为水蒸气被冷凝去除，从而得到干燥制品。工艺参数：冻结温度为-20~-30℃，升华温度为-10~0℃，解析温度为30~40℃，干燥时间为10~24h。特点：干燥过程在低温、低氧环境下进行，营养成分损失率极低，产品保留原有组织结构和风味，复水性极好；但设备投资大、能耗高、干燥时间长，生产成本是热风干燥的5~10倍。适用范围：多用于高端果蔬脆片、婴幼儿辅食、益生菌制品、生物活性食品、航天食品等对产品品质要求高的高附加值食品加工。产品质量差异：维生素C损失率低于5%，复水比为1:8~1:15，复水后接近新鲜食品的质地和风味，货架期为12~24个月。2.论述食品腌制保藏的原理，以及影响腌制效果的主要因素。答案：（1）食品腌制保藏的原理①渗透压作用：食盐、食糖等腌制辅料溶解后形成高渗透压溶液，当渗透压高于微生物细胞的渗透压时，微生物细胞会发生质壁分离，生理活动被抑制甚至死亡。1%的食盐溶液可产生0.61MPa的渗透压，1%的蔗糖溶液可产生0.07MPa的渗透压，而大多数微生物细胞的渗透压为0.3~0.6MPa，因此当食盐浓度达到10%时，渗透压可达6.1MPa，可抑制绝大多数腐败菌的生长。②降低水分活度：腌制辅料溶解后，食品中的自由水被溶质分子结合，水分活度大幅降低。当食盐浓度达到15%时，食品的Aw可降低到0.85以下，可抑制大多数细菌的生长；当食盐浓度达到20%时，Aw可降低到0.75以下，可抑制霉菌、酵母菌的生长，实现长期保藏。③抗氧化作用：食盐可降低食品中的溶解氧含量，抑制氧化反应的发生；同时高渗透压环境可抑制好氧微生物的生长，减少微生物代谢产生的氧化酶对食品营养成分的破坏。④改善风味：腌制过程中，辅料中的风味物质渗透到食品内部，同时食品中的蛋白质、脂肪在酶的作用下分解为氨基酸、脂肪酸等小分子风味物质，形成腌制食品独