大学食品工程乳制品工艺原理测试试卷及答案

大学食品工程乳制品工艺原理测试试卷及答案一、选择题（40分）1.乳中的主要蛋白质是：A.乳清蛋白B.酪蛋白C.乳球蛋白D.乳白蛋白答案：B解析：乳中的蛋白质主要由酪蛋白和乳清蛋白组成，其中酪蛋白占总蛋白质的约80%，是乳中的主要蛋白质。酪蛋白包括αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白等。乳清蛋白包括β-乳球蛋白、α-乳白蛋白等。2.巴氏杀菌的目的是：A.完全灭菌B.杀灭致病菌C.延长保质期D.保持风味答案：B解析：巴氏杀菌是指在较低温度下（通常为63-65℃保持30分钟或72-75℃保持15秒）对乳进行热处理，其主要目的是杀灭乳中的致病菌，特别是结核杆菌和布氏杆菌等，同时最大限度地保留乳的风味和营养成分。巴氏杀菌不能完全灭菌，乳中仍含有部分耐热菌和非致病菌，因此巴氏乳需冷藏保存。3.乳脂肪球膜的主要成分是：A.磷脂B.蛋白质C.甾醇D.游离脂肪酸答案：A解析：乳脂肪球膜是由磷脂、蛋白质、甾醇和游离脂肪酸等组成的复杂结构，其中磷脂是主要成分，约占膜重量的60-70%。磷脂具有亲水性和亲脂性，使脂肪球能够稳定分散在乳中，防止脂肪聚集。脂肪球膜对乳的稳定性、加工特性和营养价值有重要影响。4.奶油分离的原理是：A.离心分离B.过滤分离C.重力分离D.电泳分离答案：A解析：奶油分离是利用离心分离的原理，通过离心机的高速旋转产生的离心力，使密度较大的脱脂乳和密度较小的奶油分层，从而实现分离。离心分离效率高，能连续生产，是乳制品工业中最常用的分离方法。5.发酵乳制品中常用的发酵剂主要是：A.乳酸菌B.酵母菌C.霉菌D.醋酸菌答案：A解析：发酵乳制品如酸奶、奶酪等主要使用乳酸菌作为发酵剂。乳酸菌能将乳糖发酵产生乳酸，使乳的pH值下降，导致乳蛋白凝固，形成特有的质地和风味。常用的乳酸菌包括保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌等。6.奶粉生产中喷雾干燥的目的是：A.杀菌B.浓缩C.脱水D.调味答案：C解析：喷雾干燥是奶粉生产中的关键步骤，其目的是将浓缩乳中的水分迅速去除，得到含水量低的粉末状产品。喷雾干燥通过将浓缩乳雾化成微小液滴，与热空气接触，水分迅速蒸发，形成奶粉颗粒。这种方法能最大限度地保留乳的营养成分和风味。7.乳糖结晶现象主要发生在：A.巴氏乳中B.灭菌乳中C.甜炼乳中D.酸乳中答案：C解析：乳糖结晶主要发生在甜炼乳中。甜炼乳是浓缩乳制品，乳糖浓度高，冷却时容易形成乳糖晶体。控制乳糖结晶的大小和数量对甜炼乳的质地和稳定性至关重要。巴氏乳、灭菌乳和酸乳中的乳糖浓度较低，不易发生明显的结晶现象。8.干酪成熟过程中，酶的主要作用是：A.促进脂肪氧化B.促进蛋白质水解C.促进乳糖发酵D.促进水分蒸发答案：B解析：干酪成熟过程中，酶（主要是凝乳酶和微生物酶）的主要作用是促进蛋白质水解，将大分子蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，从而赋予干酪特有的风味、质地和香气。脂肪氧化、乳糖发酵和水分蒸发也是干酪成熟过程中的重要现象，但不是酶的主要作用。9.UHT灭菌的温度和时间通常是：A.120-135℃，2-4秒B.135-150℃，2-4秒C.150-165℃，2-4秒D.165-190℃，2-4秒答案：B解析：UHT（超高温瞬时灭菌）是指在较高温度下对乳进行短时间热处理的灭菌方法，通常温度为135-150℃，时间为2-4秒。这种方法能有效杀灭乳中的微生物，包括耐热芽孢菌，同时最大限度地保留乳的营养成分和风味。UHT乳可以在常温下长期保存。10.乳的均质处理目的是：A.杀菌B.延长保质期C.改善脂肪稳定性D.增加乳糖含量答案：C解析：均质处理是通过高压使乳中的脂肪球破碎成更小的颗粒，从而改善脂肪的稳定性，防止脂肪上浮形成奶油层。均质能提高乳的外观、质地和消化吸收率，同时延长保质期。均质处理通常在杀菌前进行，以避免脂肪球在高温下重新聚集。11.乳清蛋白的主要功能性质不包括：A.乳化性B.起泡性C.凝胶性D.溶解性答案：C解析：乳清蛋白具有优良的乳化性、起泡性和溶解性，但凝胶性较弱。乳清蛋白在受热或pH值变化时能形成凝胶，但其凝胶强度和持水性不如酪蛋白。酪蛋白是乳中主要的凝胶形成蛋白，广泛应用于食品加工中。12.酸奶制作中，pH值通常降至：A.4.0-4.2B.4.2-4.4C.4.4-4.6D.4.6-4.8答案：C解析：酸奶制作过程中，乳酸菌发酵使乳糖转化为乳酸，导致pH值下降。当pH值降至4.4-4.6时，酪蛋白等乳蛋白在等电点附近凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。pH值过低会导致酸奶质地过酸、过硬，影响口感。13.奶油打发的原理是：A.蛋白质变性B.脂肪球聚集C.乳糖结晶D.气体包裹答案：B解析：奶油打发是通过机械搅拌使空气混入奶油，同时脂肪球聚集形成三维网络结构，包裹气泡，使奶油体积膨胀、质地变软。蛋白质变性、乳糖结晶和气体包裹也是奶油打发过程中的现象，但脂肪球聚集是核心机制。14.干酪生产中，凝乳酶的作用是：A.水解乳糖B.水解脂肪C.水解蛋白质D.降低pH值答案：C解析：凝乳酶是一种蛋白酶，主要作用于κ-酪蛋白，将其水解，破坏酪胶束的稳定性，使乳凝固形成凝块。凝乳酶不直接水解乳糖或脂肪，也不直接降低pH值（乳酸菌发酵产生乳酸导致pH值下降）。15.乳制品中常用的防腐剂不包括：A.乳酸链球菌素B.山梨酸钾C.苯甲酸钠D.过氧化氢答案：D解析：乳制品中常用的防腐剂包括乳酸链球菌素、山梨酸钾和苯甲酸钠等，这些物质能有效抑制微生物生长，延长保质期。过氧化氢虽然具有杀菌作用，但在乳制品中不常用，且在某些国家不允许使用。乳制品主要依靠热处理、冷藏和适当包装来保存。16.乳制品加工中，膜过滤技术主要用于：A.杀菌B.脱脂C.浓缩D.分离答案：D解析：膜过滤技术是利用半透膜的选择性分离作用，根据分子大小和电荷等特性分离乳中不同组分。在乳制品加工中，膜过滤可用于分离乳清蛋白、浓缩乳、脱脂等。膜过滤技术比传统方法效率高，能耗低，能更好地保留营养成分。17.冰淇淋的膨胀率是指：A.体积增加的百分比B.重量增加的百分比C.水分增加的百分比D.空气增加的百分比答案：A解析：冰淇淋的膨胀率是指冰淇淋在加工过程中体积增加的百分比，通常表示为(冰淇淋体积/混合料体积-1)×100%。膨胀率影响冰淇淋的质地、口感和成本，一般在50%-100%之间。适当的膨胀率能使冰淇淋口感轻盈，但过高会导致质地粗糙。18.乳制品加工中，超高压处理的优点是：A.能杀死所有微生物B.能保持食品原有的色香味C.能降低生产成本D.能提高乳糖含量答案：B解析：超高压处理是指在常温或接近常温下，对食品施加高压力（通常为100-1000MPa）的加工技术。其主要优点是能在不加热或低温条件下杀死微生物，同时保持食品原有的色香味、营养成分和质地。超高压处理不能杀死所有微生物（如某些耐压菌），也不能降低生产成本或提高乳糖含量。19.乳制品中，乳清蛋白的功能性质不包括：A.高溶解性B.高乳化性C.高凝胶性D.高起泡性答案：C解析：乳清蛋白具有高溶解性、高乳化性和高起泡性，但凝胶性相对较弱。乳清蛋白在受热或pH值变化时能形成凝胶，但其凝胶强度和持水性不如酪蛋白。酪蛋白是乳中主要的凝胶形成蛋白，广泛应用于食品加工中。20.乳制品加工中，反渗透主要用于：A.杀菌B.脱盐C.浓缩D.分离蛋白质答案：C解析：反渗透是一种膜分离技术，利用半透膜的选择性透过性，在压力作用下使溶剂（水）透过膜，而溶质（如盐、糖、蛋白质等）被截留。在乳制品加工中，反渗透主要用于浓缩乳，去除部分水分，提高乳固形物含量。反渗透浓缩比传统蒸发浓缩能耗低，能更好地保留热敏性成分。二、填空题（20分）1.乳中的主要矿物质是________，其含量约为________mg/100g。答案：钙；120解析：钙是乳中最丰富的矿物质，主要与酪蛋白结合形成酪蛋白胶束，对乳的稳定性有重要影响。乳中钙含量约为120mg/100g，是人体钙的良好来源。钙对骨骼健康、神经传导和肌肉收缩等生理功能至关重要。2.巴氏杀菌的典型条件是63-65℃保持________分钟或72-75℃保持________秒。答案：30；15解析：巴氏杀菌有两种主要条件：低温长时巴氏杀菌（63-65℃，30分钟）和高温短时巴氏杀菌（72-75℃，15秒）。这些条件能有效杀灭乳中的致病菌，特别是结核杆菌和布氏杆菌等，同时最大限度地保留乳的风味和营养成分。HTST巴氏杀菌是目前工业上最常用的方法。3.乳糖不耐症是由于人体缺乏________酶，导致乳糖无法被________分解。答案：乳糖；小肠解析：乳糖不耐症是由于人体缺乏乳糖酶，导致乳糖无法被小肠黏膜吸收，从而引起腹胀、腹泻等症状。乳糖酶是分解乳糖为葡萄糖和半乳糖的关键酶。乳糖不耐症在亚洲人群中较为普遍，可通过食用酸奶、奶酪等发酵乳制品或添加乳糖酶的产品来缓解。4.奶油生产中，分离乳脂的设备称为________，其工作原理是利用________力。答案：分离机；离心解析：奶油生产中使用的分离机是利用离心力原理工作的设备。分离机通过高速旋转产生强大的离心力，使密度较大的脱脂乳和密度较小的奶油分层，从而实现分离。分离机有碟式和管式等多种类型，广泛应用于乳制品工业。5.发酵乳制品中，常用的保加利亚乳杆菌和________是共生关系，能促进彼此的生长。答案：嗜热链球菌解析：在酸奶等发酵乳制品中，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌是典型的共生菌群。嗜热链球菌发酵乳糖产生乳酸，为保加利亚乳杆菌提供适宜的酸性环境；保加利亚乳杆菌能分解蛋白质产生氨基酸，为嗜热链球菌提供生长因子。这种共生关系使发酵过程更稳定，产品风味更佳。6.奶粉生产中，浓缩乳的固形物含量通常为________%，喷雾干燥后奶粉的含水量应控制在________%以下。答案：45；5解析：奶粉生产中，浓缩乳的固形物含量通常为45%左右，这是喷雾干燥的最佳进料浓度。喷雾干燥后奶粉的含水量应控制在5%以下，以抑制微生物生长，保证产品质量。水分含量过高会导致奶粉结块、变质，影响保存期。7.干酪成熟过程中，________酶和________酶是促进蛋白质水解的主要酶类。答案：内肽；外肽解析：干酪成熟过程中，内肽酶和外肽酶是促进蛋白质水解的主要酶类。内肽酶（如凝乳酶）作用于蛋白质分子内部，将大分子蛋白质分解为中等大小的肽；外肽酶作用于肽链末端，将小分子肽分解为氨基酸。这些酶的协同作用使干酪形成特有的风味和质地。8.UHT灭菌的典型条件是135-150℃保持________秒，能有效杀灭乳中的________。答案：2-4；耐热芽孢菌解析：UHT灭菌的典型条件是135-150℃保持2-4秒，这种条件能有效杀灭乳中的耐热芽孢菌，使乳可以在常温下长期保存。UHT灭菌与巴氏杀菌的主要区别在于温度更高、时间更短，能杀灭更多微生物，包括耐热菌，同时最大限度地保留乳的营养成分和风味。9.酸奶制作中，当pH值降至________左右时，乳蛋白开始凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。答案：4.6解析：酸奶制作过程中，乳酸菌发酵使乳糖转化为乳酸，导致pH值下降。当pH值降至4.6左右时，酪蛋白等乳蛋白在等电点附近（pH4.6）开始凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。pH值过低会导致酸奶质地过酸、过硬，影响口感；pH值过高则凝固不完全，质地过软。10.乳制品加工中，膜过滤技术根据孔径大小可分为微滤、超滤、________和反渗透。纳滤解析：膜过滤技术根据孔径大小可分为微滤（MF，孔径0.1-10μm）、超滤（UF，孔径0.01-0.1μm）、纳滤（NF，孔径0.001-0.01μm）和反渗透（RO，孔径<0.001μm）。不同孔径的膜用于不同的分离目的，如微滤用于细菌去除，超滤用于蛋白质分离，纳滤用于乳糖和盐分去除，反渗透用于水分去除和浓缩。三、判断题（10分）1.乳中的脂肪是以脂肪球的形式存在的，其直径通常为1-10μm。答案：正确解析：乳中的脂肪是以脂肪球的形式存在的，其直径通常为1-10μm，平均约为4μm。脂肪球被脂肪球膜包裹，使其能稳定分散在乳中。脂肪球的大小分布影响乳的外观、稳定性和加工特性。2.巴氏杀菌能杀死乳中的所有微生物，使乳可以常温保存。答案：错误解析：巴氏杀菌是指在较低温度下对乳进行热处理，其主要目的是杀灭乳中的致病菌，特别是结核杆菌和布氏杆菌等，但无法杀死所有微生物，乳中仍含有部分耐热菌和非致病菌。因此，巴氏杀菌乳需冷藏保存，保质期较短（通常为几天至一周）。3.奶油分离的原理是利用离心力，使密度较大的脱脂乳和密度较小的奶油分层。答案：正确解析：奶油分离是利用离心分离的原理，通过离心机的高速旋转产生强大的离心力，使密度较大的脱脂乳和密度较小的奶油分层，从而实现分离。离心分离效率高，能连续生产，是乳制品工业中最常用的分离方法。4.乳糖不耐症是由于人体缺乏乳糖酶，导致乳糖无法被消化吸收。答案：正确解析：乳糖不耐症是由于人体缺乏乳糖酶，导致乳糖无法被小肠黏膜吸收，从而引起腹胀、腹泻等症状。乳糖酶是分解乳糖为葡萄糖和半乳糖的关键酶。乳糖不耐症在亚洲人群中较为普遍，可通过食用酸奶、奶酪等发酵乳制品或添加乳糖酶的产品来缓解。5.奶粉生产中，喷雾干燥的目的是杀菌。答案：错误解析：喷雾干燥是奶粉生产中的关键步骤，其目的是将浓缩乳中的水分迅速去除，得到含水量低的粉末状产品，而不是杀菌。喷雾干燥过程中虽然会杀死部分微生物，但不能完全灭菌。奶粉生产中通常在喷雾干燥前进行杀菌处理。6.干酪成熟过程中，酶的主要作用是促进脂肪氧化，形成干酪特有的风味。答案：错误解析：干酪成熟过程中，酶（主要是凝乳酶和微生物酶）的主要作用是促进蛋白质水解，将大分子蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸，从而赋予干酪特有的风味、质地和香气。脂肪氧化也是干酪成熟过程中的重要现象，但不是酶的主要作用。7.UHT灭菌是指在较高温度下对乳进行短时间热处理的灭菌方法，通常温度为135-150℃，时间为2-4秒。答案：正确解析：UHT（超高温瞬时灭菌）是指在较高温度下对乳进行短时间热处理的灭菌方法，通常温度为135-150℃，时间为2-4秒。这种方法能有效杀灭乳中的微生物，包括耐热芽孢菌，同时最大限度地保留乳的营养成分和风味。UHT乳可以在常温下长期保存。8.乳的均质处理是通过高压使乳中的脂肪球破碎成更小的颗粒，从而改善脂肪的稳定性。答案：正确解析：均质处理是通过高压（通常为10-25MPa）使乳中的脂肪球破碎成更小的颗粒，从而改善脂肪的稳定性，防止脂肪上浮形成奶油层。均质能提高乳的外观、质地和消化吸收率，同时延长保质期。均质处理通常在杀菌前进行，以避免脂肪球在高温下重新聚集。9.酸奶制作中，pH值通常降至4.4-4.6时，酪蛋白等乳蛋白在等电点附近凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。答案：正确解析：酸奶制作过程中，乳酸菌发酵使乳糖转化为乳酸，导致pH值下降。当pH值降至4.4-4.6时，酪蛋白等乳蛋白在等电点附近（pH4.6）凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。pH值过低会导致酸奶质地过酸、过硬，影响口感；pH值过高则凝固不完全，质地过软。10.乳制品加工中，膜过滤技术主要用于杀菌和延长保质期。答案：错误解析：膜过滤技术是利用半透膜的选择性分离作用，根据分子大小和电荷等特性分离乳中不同组分，如分离乳清蛋白、浓缩乳、脱脂等。膜过滤技术虽然能去除部分微生物，但不是主要的杀菌方法。乳制品主要依靠热处理、冷藏和适当包装来保存。四、简答题（15分）1.简述巴氏杀菌的原理及其在乳制品加工中的应用。答案：巴氏杀菌是指在较低温度下对乳进行热处理的杀菌方法，其原理是通过热能破坏微生物的细胞结构、酶系统和代谢活动，从而达到杀灭微生物的目的。巴氏杀菌有两种主要条件：低温长时巴氏杀菌（63-65℃，30分钟）和高温短时巴氏杀菌（72-75℃，15秒）。巴氏杀菌在乳制品加工中有广泛的应用，主要用于生产巴氏杀菌乳、巴氏杀菌奶油、巴氏杀菌酸奶等产品。巴氏杀菌能有效杀灭乳中的致病菌，特别是结核杆菌和布氏杆菌等，同时最大限度地保留乳的风味和营养成分。巴氏杀菌乳需冷藏保存，保质期较短（通常为几天至一周），但能较好地保持乳的天然风味和营养价值。解析：巴氏杀菌是乳制品加工中最基本的热处理方法，其核心原理是利用热能破坏微生物的细胞结构、酶系统和代谢活动。巴氏杀菌的温度和时间是关键参数，需要平衡杀菌效果和对乳品质的影响。高温短时巴氏杀菌是目前工业上最常用的方法，能在保证杀菌效果的同时更好地保留乳的品质。巴氏杀菌的应用范围广泛，是许多乳制品生产的第一步，为后续加工提供安全的基础原料。2.简述酸奶发酵的原理及影响酸奶质量的关键因素。答案：酸奶发酵的原理是利用乳酸菌将乳糖发酵产生乳酸，导致乳的pH值下降，使酪蛋白等乳蛋白在等电点附近凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。常用的乳酸菌包括保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等，它们在发酵过程中形成共生关系，促进彼此的生长。影响酸奶质量的关键因素包括：（1）菌种选择：不同菌种组合影响酸奶的风味、质地和发酵速度；（2）发酵温度和时间：通常为40-45℃，发酵时间为3-6小时，温度过高或时间过长会导致酸奶过酸；（3）原料乳质量：原料乳的固形物含量、酸度、微生物数量等影响酸奶的品质；（4）接种量：通常为1-3%，接种量过低导致发酵缓慢，过高则可能导致风味异常；（5）后熟过程：发酵完成后，酸奶在低温下后熟，有助于风味物质的形成和质地改善。解析：酸奶发酵是一个复杂的生物化学过程，涉及乳酸菌的生长代谢和乳成分的变化。乳酸菌发酵产生的乳酸是酸奶形成凝胶结构的关键因素，当pH值降至4.4-4.6时，酪蛋白等乳蛋白在等电点附近凝固，形成酸奶特有的凝胶结构。影响酸奶质量的因素众多，需要综合考虑。菌种选择是基础，不同菌种组合具有不同的特性和适用性；发酵条件直接影响发酵效率和产品质量；原料乳质量是保证酸奶品质的前提；接种量影响发酵速度和产品一致性；后熟过程对酸奶的风味和质地有重要影响。3.简述干酪生产的基本工艺流程及各环节的作用。答案：干酪生产的基本工艺流程包括原料乳处理、标准化、杀菌、添加凝乳剂、凝乳切割、排乳清、压榨、盐渍、成熟和包装等环节。各环节的作用如下：（1）原料乳处理：包括过滤、净化等，去除乳中的杂质和微生物；（2）标准化：调整乳的脂肪和蛋白质含量，确保产品一致性；（3）杀菌：杀灭乳中的微生物，延长保质期；（4）添加凝乳剂：通常为凝乳酶，使乳凝固形成凝块；（5）凝乳切割：将凝块切成小块，增加表面积，利于乳清排出；（6）排乳清：分离凝块和乳清，提高干酪固形物含量；（7）压榨：去除多余水分，形成特定形状；（8）盐渍：赋予干酪风味，抑制微生物生长；（9）成熟：在特定条件下储存，使干酪形成特有的风味、质地和香气；（10）包装：保护产品，延长保质期。解析：干酪生产是一个复杂的工艺过程，涉及多个环节，每个环节对最终产品质量都有重要影响。原料乳处理是基础，确保原料乳的纯净和安全；标准化保证产品的一致性；杀菌是安全保证；凝乳剂添加是干酪形成的关键；凝乳切割和排乳清影响干酪的质地和得率；压榨形成干酪的特定形状；盐渍赋予风味和防腐作用；成熟是干酪形成特有品质的关键环节；包装保护产品，延长保质期。整个工艺流程需要严格控制各环节的参数，以确保产品质量。五、计算题（10分）1.某乳制品厂生产巴氏杀菌乳，处理量为5000kg/h，巴氏杀菌的条件为72℃保持15秒，假设乳的比热容为3.8kJ/(kg·K)，初始温度为5℃，计算巴氏杀菌所需的加热功率（不考虑热损失）。答案：计算过程如下：首先，计算乳在巴氏杀菌过程中的温升：ΔT=72℃-5℃=67℃然后，计算加热所需的热量：Q=m×c×ΔT=5000kg/h×3.8kJ/(kg·K)×67K=1,273,000kJ/h将热量单位转换为功率（kW）：P=Q/t=1,273,000kJ/h÷3600s/h=353.61kW因此，巴氏杀菌所需的加热功率约为353.61kW。解析：这道题主要考察热力学计算在乳制品加工中的应用。巴氏杀菌是乳制品加工中最基本的热处理方法，需要精确计算加热功率以确保生产效率和产品质量。计算过程中需要考虑乳的比热容、处理量和温升等参数。比热容是物质升高单位温度所需的热量，乳的比热容约为3.8kJ/(kg·K)，低于水的比热容[4.2kJ/(kg·K)]，这是因为乳中含有脂肪等成分。在实际生产中，还需考虑热损失等因素，实际加热功率应略高于计算值。2.某乳制品厂生产甜炼乳，原料乳的固形物含量为12%，要求甜炼乳的固形物含量为28%，蔗糖添加量为原料乳的16%。计算生产1吨甜炼乳所需的原料乳和蔗糖量。答案：计算过程如下：设生产1吨（1000kg）甜炼乳所需的原料乳量为xkg，蔗糖量为ykg。根据题意，蔗糖添加量为原料乳的16%，因此：y=0.16x甜炼乳的固形物包括原料乳的固形物和添加的蔗糖，因此：0.12x+y=0.28×10000.12x+0.16x=2800.28x=280x=1000kg因此，y=0.16×1000=160kg所以，生产1吨甜炼乳需要原料乳1000kg和蔗糖160kg。解