食品加工工艺学.docx

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食品加工工艺学

《食品加工工艺学》

一、填空题（共30分，每格2分）

1、食品加工与保藏的四大类途径，第一类、如技术；第二类、如技术；第三类、如技术；第四类、如技术。

2、列举一些常见的适用于热敏性物料的干燥方法：

、、、

等。

3、合理选用干燥条件的原则：

、、

。

二、名词解释（共20分，每题4分）

1、食品工艺学

2、升华前沿

3、导湿温性

4、干制食品的复原性

5、瘪塌温度

三、问答题（共50分）

1、影响原料品质的因素主要有哪些？

（12分）

2、如果想要缩短干燥时间，该如何从机制上控制干燥过程？

（10分）

3、画出食品干燥过程曲线图，并说明曲线变化的特征。

（10分）

4、试述干燥设备中顺流和逆流干燥的特点。

（8分）

5、请你写出豆奶粉喷雾干燥工艺实验中喷雾干燥设备的基本组成和进风温度、出风温度的范

围及其设备特点。

（10分）

附：

参考答案：

一、填空题（共30分，每格2分）

1、运用无菌原理；罐头加工（如果回答辐射、超高压等，也可视为正确）；抑制微生物活动；冷冻（如果回答冷藏、脱水加工、腌制烟熏、化学保藏等，也可视为正确）；利用发酵原理；发酵；维持食品最低生命活动；气调保藏。

2、冷冻干燥；真空干燥；喷雾干燥；泡沫干燥。

（若有其他合理答案，也可视为正确）

3、使干制时间最短；热能和电能的消耗量最低；干制品的质量最高。

二、名词解释（共20分，每题4分）

1、食品工艺学

食品工艺学是应用化学、物理学、生物学、微生物学和食品工程原理等各方面的基础知识、研究食品资源利用、原辅材料选择、保藏加工、包装、运输以及上述因素对食品质量货架寿命、营养价值、安全性等方面的影响的一门科学。

2、升华前沿

冷冻干燥过程中出现的食品的冻结层和干燥层之间的界面，称为升华前沿，或者说是在食品的冻结层和干燥层之间存在的一个水分扩散过渡区。

3、导湿温性

在对流干燥中，物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度。

温度梯度将促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。

这种现象称为导湿温性。

4、干制食品的复原性

干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。

5、瘪塌温度

在冷冻干燥的二级干燥阶段需要注意热量补加不能太快，以避免食品温度上升快而使原先形成的固态状框架结构变为易流动的液态状，而使食品的固态框架结构发生瘪塌，发生瘪塌时的温度称为瘪塌温度。

食品的瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度。

三、问答题（共50分）

1、影响原料品质的因素主要有哪些？

（1）微生物的影响

（2）酶在活组织、垂死组织和死组织中的作用

（3）呼吸

（4）蒸腾和失水

（5）成熟与后熟

（6）动植物组织的龄期与其组织品质的关系

2、如果想要缩短干燥时间，该如何从机制上控制干燥过程？

（1）使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水分扩散速率，同时力求避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低食品内部的水分扩散速率。

（2）恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温度。

（3）降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，以免食品表面过度受热，导致不良后果。

（4）干燥末期干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。

3、画出食品干燥过程曲线图，并说明曲线变化的特征

（1）干燥曲线

食品被预热，食品水分在短暂的平衡（AB）后，出现快速下降，几乎是直线下降（BC），当达到较低水分含量（C，第一临界水分）时，水分含量变化减小并趋于平衡（CD），最终达到平衡水分（DE）。

（2）干燥速率曲线

干燥初始时，水分被蒸发加快，干燥速率上升，随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值（是食品初期加热阶段）；然后干燥速率稳定不变，为恒率干燥阶段（是第一干燥阶段）；到第一临界水分时，干燥速率减慢，降率干燥阶段；当达到平衡水分时，干燥就停止。

（3）食品温度曲线

初期食品温度上升，直到一定值——湿球温度，整个恒率干燥阶段温度不变，即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热（热量全部用于水分蒸发）；在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度。

4、试述干燥设备中顺流和逆流干燥的特点

顺流干燥特点

（1）湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可允许使用更高一些的空气温度如80-90℃，进一步加速水分蒸干而不至于焦化。

（2）干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到10%以下，

因此,吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。

逆流式干燥特点

（1）湿物料遇到的是低温高湿空气，物料因含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂；

（2）逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为低温高湿的空气中，湿物料水分蒸发相对慢，若物料易腐败或菌污染程度过大，有腐败的可能。

载量过大，低温高湿空气接近饱和，物料有增湿的可能;

5、请你写出豆奶粉喷雾干燥工艺实验中喷雾干燥设备的基本组成和进风温度、出风温度的范围及其设备特点。

雾化系统、空气加热系统、干燥室、鼓风机、旋风分离器、蠕动泵；进风温度180℃左右，出风温度80℃。

设备特点：

（1）干燥速度快，产品能够保持与液滴相近似的中空球状或者疏松团粒状的粉末状态，具有良好的分散性、流动性和溶解性。

（2）生产过程简单、控制操作方便，适宜于连续化大规模生产。

（3）设备比较复杂，一次性投资大，热消耗比较大，动力消耗大。

（4）一般只适合于能够喷成雾状的食品，不适合于年度太大的食品。

一、填空题（共30分，每格2分）

1、任何工业生产的罐头食品中其最后平衡pH值高于及水分活度大于即为低酸性食品。

2、罐头食品杀菌时间受到的影响因素包括、、

、和等。

3、食品冷却的方法常用的有、、、等，人们根据食品的种类及冷却要求的不同，选择其适用的冷却方法。

4、罐头食品加工中罐头排气的方法有、、和。

二、名词解释（共20分，每题4分）

1、商业杀菌法

2、F值

3、冷害

4、最大冰晶生成带

5、气调贮藏

三、问答题（共50分）

1、罐头食品主要有哪些腐败变质现象？

罐头食品腐败变质的原因有哪些？

（10分，现象4分，原因6分）

2、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？

（10分）

3、影响新鲜制品冷藏效果的因素。

（10分）

4、速冻与缓冻的优缺点。

（10分）

5、食品在冷藏和冻藏过程中分别有哪些变化？

（10分，冷藏和冻藏分别5分，各答对5条即得全分）

附：

参考答案：

一、填空题（共30分，每格2分）

1、4.6；0.85。

2、食品的污染情况；加热或杀菌的条件；食品的Ph；罐头容器的大小；食品的物理状态；食品预期贮存条件；食品中可能存在的微生物或酶的耐热性。

（答对任意5个都正确，如果有其他合理答案，也可视为正确）

3、冷风冷却；冷水冷却；接触冰冷却；真空冷却。

4、加热排气；热灌装；真空排气；蒸汽喷射法。

二、名词解释（共20分，每题4分）

1、1．商业杀菌法

将病原菌、产毒菌及在食品上造成食品腐败的微生物杀死，罐头内允许残留有微生物或芽孢，不过，在常温无冷藏状况的商业贮运过程中，在一定的保质期内，不引起食品腐败变质，这种加热处理方法称为商业灭菌法。

2、F值

就是在121.1℃温度条件下杀死一定浓度的细菌所需要的时间。

3、冷害

在冷却贮藏时，有些水果、蔬菜的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果、蔬的正常生理机能受到障碍，失去平衡，称为冷害。

4、最大冰晶生成带

在食品冻结过程中，指食品温度在-1℃~-5℃的区间，在此温度范围内，约80%的水分冻结成为冰晶体。

5、气调贮藏

指利用改变贮藏场所的气体环境，达到延长生鲜物料贮藏期的一种保藏方法。

一般采用提高二氧化碳浓度、降低氧气浓度的办法。

三、问答题（共50分）

1、罐头食品主要有哪些腐败变质现象？

罐头食品腐败变质的原因有哪些？

罐头食品贮运过程中常会出现胀罐、平盖酸坏、黑变和发霉等腐败变质的现象。

此外还有中毒事故。

原因主要有：

（1）罐头裂漏

（2）杀菌不足

●原料污染情况

●新鲜度

●车间清洁卫生状况

●生产技术管理

●杀菌操作技术要求

●杀菌工艺合理性等

（3）杀菌前污染严重

2、影响微生物耐热性的因素主要有哪些？

（1）菌种与菌株。

菌种不同、耐热性不同；同一菌种，菌株不同，耐热性也不同；正处于生长繁殖的细菌的耐热性比它的芽孢弱；各种芽孢中，嗜热菌芽孢耐热性最强，厌氧菌芽孢次之，需氧菌芽孢最弱；同一种芽孢的耐热性也会因热处理前菌龄、培育条件、贮存环境的不同而异。

（2）热处理前细菌芽孢的培育和经历。

（3）热处理时介质或食品成分的影响。

对大多数芽孢杆菌来说，在中性范围内耐热性最强，pH低于5时细菌芽孢就不耐热，此时耐热性的强弱受其它因素控制；高浓度的糖液对受热处理的细菌的芽孢有保护作用；通常食盐的浓度在4%以下时，对芽孢的耐热性有一定的保护作用，而8%以上浓度时,则可削弱其耐热性；食品中其它成分如蛋白质、脂肪和油能增强芽孢的耐热性。

（4）热处理温度。

热处理温度越高，杀死一定量腐败菌芽孢所需要的时间越短。

（5）原始活菌数。

腐败菌或芽孢全部死亡所需要的时间随原始菌数而异，原始菌数越多，全部死亡所需要的时间越长。

3、影响新鲜制品冷藏效果的因素。

（1）食品原料的种类、生长环境；

（2）制品收获后的状况（比如是否受到机械损伤或微生物污染、成熟度如何等）；（3）运输、储藏及零售时的温度、湿度状况；（4）冷却方法。

4、速冻与缓冻的优缺点。

（10分）

（1）速冻食品的质量总是高于缓冻食品；

（2）速冻的主要优点；形成的冰晶体颗粒小，对细胞的破坏性也比较小；冻结时间越短，允许盐分扩散和分离出水分以形成纯冰的时间也随之缩短；将食品温度迅速降低到微生物生长活动温度以下，就能及时阻止冻结时食品分解；另外迅速冻结时，浓缩的溶质和食品组织、胶体以及各种成分相互接触的时间也显著缩短，因而浓缩的危害性也随之下降。

（3）缓冻的危害，正好与速度相反，包括冰晶体、浓缩的危害等。

（4）所以为了保证食品的品质，应该尽可能快地通过-1～-5℃这个最高冰晶体形成温度带。

4、食品在冷藏和冻藏过程中分别有哪些变化？

冷藏中的变化：

水分蒸发；冷害；串味；生理作用；脂肪哈败；淀粉老化；微生物增殖。

冻结与冻藏中的变化：

（1）体积膨胀与内压增加；

（2）比热下降；（3）导热系数增大；（4）溶质重新分布；（5）液体浓缩；（6）冰晶体成长；（7）滴落液（drip）；（8）干耗；（9）脂肪氧化；（10）变色。

一、填空题（共44分，每格2分）

1、通常根据辐射的作用形式可将辐射分为和两种类型。

辐射保藏采用的是。

放射源主要有和。

2、重要的发酵类型包括、、以及等。

3、在熏烟中对制品产生风味、发色作用及防腐效果的有关成分就是不完全氧化产物，人们从这种产物中已分出约400多种化合物，一般认为最重要的成分有、、、和等。

4、常见抗氧化剂从抗氧化的原理上分可以分为4类，分别为，例如：

；

，例如：

；，例如：

；，例如：

。

二、名词解释（共16分，每题4分）

1、初级辐射与次级辐射

2、栅栏技术

3、辐射保藏的原理

4、液态烟熏剂

三、问答题（共40分）

三、问答题

1、辐射的化学和生物化学效应。

（10分）

2、腌制速度的影响因素。

（10分，任意答对5点即全对）

3、何谓半干半湿食品，延长半干半湿食品的保藏期可以采取哪些措施？

（10分）

4、市场上有蛋黄派产品，主要是一类带夹心的烘焙类产品，制作原理类似于蛋糕。

这类产品通常在包装上标志货架寿命为6个月。

有一家公司的产品，到了夏天，产品表面很容易长霉菌，出现腐败变质问题。

请问出现长霉的原因可能有哪些？

如何去控制？

（10分）

附：

参考答案：

一、填空题（共44分，每格2分）

1、电离辐射；非电离辐射；电离辐射；人工放射性同位素；电子加速器。

2、乳酸发酵；酒精发酵；醋酸发酵；丁酸发酵；产气发酵。

（任意四个都是正确的）

3、酚；醇；酸；羰基化合物；烃类。

4、自由基终止剂；BHA，BHT，TBHQ，VE；还原剂或者除氧剂；亚硫酸盐，抗坏血酸；螯合剂；EDTA，柠檬酸；单分子氧抑制剂；β-胡萝卜素。

（举例中，任意写对一个即对）

二、名词解释（共16分，每题4分）

1、初级辐射与次级辐射

初级辐射即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片。

初级辐射与辐射程度有关。

初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物。

次级辐射与温度等其他条件有关。

2、栅栏技术

联合控制水分活度、氧化还原电位、pH、温度、添加剂等对微生物具有控制效应的因素，成为栅栏技术。

3、辐射保藏的原理

食品辐射保藏就是利用原子能射线的辐射能量对新鲜肉类及其制品、水产品及其制品、蛋及其制品、粮食、水果、蔬菜、调味料、饲料以及其他加工产品进行杀菌、杀虫、抑制发芽、延迟后熟等处理。

4、液态烟熏剂

一般由硬木屑热解制成，将产生的烟雾引入吸收塔的水中，熏烟不断产生并反复循环被水吸收，直到达到理想的浓度，经过一段时间后，溶液中有关成分相互反应、聚合，焦油沉淀，过滤除去溶液中不溶性的烃类物质后，液态烟熏剂就基本制成了。

这种液态烟熏剂主要含有熏烟中的蒸汽相成分，包括酚、有机酸、醇和羰基化合物。

三、问答题（共40分）

三、问答题

1、辐射的化学和生物化学效应。

辐射的化学效应指电离辐射使物质产生化学变化的效果。

由电离辐射使食品产生多种离子、粒子及质子的基本过程有：

初级辐射（即物质接受辐射能后，形成离子、激发态分子或分子碎片）和次级辐射（初级辐射的产物相互作用生成与原物质不同的化合物）。

具体分析，包括这样一些现象。

（1）水分子的反应。

水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发生反应。

（2）氨基酸与蛋白质也能发生反应。

射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变物理性质。

射线照射，引起氨基酸、蛋白质分子的化学变化，形成脱氨、脱羧反应、含硫氨基酸的氧化、交联和降解等。

（3）酶是机体组织的重要成分，因酶的主要组成是蛋白质，故它对辐射的反应与蛋白质相似，如变性作用等。

（4）一般来说，饱和脂肪是稳定的，不饱和脂肪容易发生氧化。

辐射脂类的主要作用是在脂肪酸长链中-C-C-键外断裂。

辐射对脂类所产生的影响可分为三个方面：

理化性质的变化；受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。

（5）碳水化合物一般来说对辐射相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。

在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。

低分子糖类可能会发生旋光度降低、褐变、还原性和吸收光谱变化、产生H2、CO、CO2、CH4等气体。

多糖类可能会发生熔点降低、旋光度降低、褐变、结构和吸收光谱变化。

（6）水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1、VB2、泛酸、VB6、叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。

脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE、VK更敏感。

生物学效应指辐射对生物体如微生物、昆虫、寄生虫、植物等的影响。

这种影响是由于生物体内的化学变化造成的。

已证实辐射不会产生特殊毒素，但在辐射后某些机体组织中有时发现带有毒性的不正常代谢产物。

辐射对活体组织的损伤主要是有关其代谢反应，视其机体组织受辐射损伤后的恢复能力而异，这还取决于所使用的辐射总剂量的大小。

（1）辐射对微生物的作用主要有直接效应和间接效应两类。

微生物接受辐射后本身发生的反应，可使微生物死亡。

微生物也可以受来自被激活的水分子或电离所得的游离基的影响而使细胞生理机能受到影响。

（2）辐射对昆虫总的损伤作用是致死，“击倒”（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短，推迟换羽，不育，减少卵的孵化，延迟发育，减少进食量和抑制呼吸。

（3）辐射可使寄生虫不育或死亡。

（4）辐射主要应用在植物性食品（主要是水果和蔬菜）抑制块茎、鳞茎类发芽，推迟蘑菇开伞、调节后熟和衰老上。

2、腌制速度的影响因素。

在腌渍保藏中，根据分子扩散的基本方程以及Van’thoff方程。

腌制速率与

（1）体系的粘度、

（2）温度、（3）腌渍物的厚度、（4）腌渍物的表面积、（5）腌制剂、（6）注射腌渍方法等相关。

3、何谓半干半湿食品，延长半干半湿食品的保藏期可以采取哪些措施？

定义：

在食品的各种状态中，除了固体、液体外，还有一些食品的状态是介于固液之间，其水分含量在20-50%，Aw大多处于0.7-0.85之间，比新鲜果蔬低，比传统干燥食品高，处于半干半湿状态，这样的食品成为半干半湿食品。

（2分，答出水分含量和Aw范围可给分）

延长保藏期的措施：

适当降低水分活度、添加合适的防腐剂、结合低温保藏或巴氏杀菌、适当调整产品pH、结合真空或充氮气等包装、结合其他冷杀菌技术如辐照。

（答出任4个可得满分）

4、市场上有蛋黄派产品，主要是一类带夹心的烘焙类产品，制作原理类似于蛋糕。

这类产品通常在包装上标志货架寿命为6个月。

有一家公司的产品，到了夏天，产品表面很容易长霉菌，出现腐败变质问题。

请问出现长霉的原因可能有哪些？

如何去控制？

原因：

（1）密封包装的产品水分含量基本保持不变，但是其水分活度却随着温度的升高而增大；夏天由于温度高，相同操作工艺条件下的产品水分活度提高，适合了微生物的生长，容易腐败；

（2）生产过程车间卫生条件比较差，产品原始微生物数量比较多；

（3）水分活度过大；

（4）没有使用合适的防腐剂；

（5）防腐剂使用方法不正确。

控制方法：

（1）可在加工过程中尽量采取降低产品水分活度的方法，如添加适当的糖、增大烘烤程度等；

（2）可适当添加防腐剂；

（3）结合杀菌措施；

（4）尽量低温保藏；

（5）控制加工过程污染等。

（有其他合理答案，也可以给分，每条1分）

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