2.3 名校考研真题详解
一、选择题
1冰的稳定晶型是（ ）。[华中农业大学2016研]
A．六方型冰晶
B．不规则树枝状结晶
C．粗糙的球状结晶
D．易消失的球状结晶及各种中间体
【答案】A
【解析】冰有11种结晶类型，普通冰的结晶属于六方晶系的六方形双锥体组。另外，还有9种同质多晶和一种玻璃态的无定型结构。在常压和温度0℃时，只有六方型冰晶才是最稳定的形状。
2在低于单分子吸附的水分活度下，以下哪种反应的活性提高？（ ）[中国农业大学2015研]
A．酵母菌繁殖
B．淀粉水解
C．脂肪氧化
D．非酶褐变
【答案】C
【解析】单分子吸附的水分活度为0～0.25。A项，当水分活度低于0.6时，酵母菌几乎无法生长；B项，大部分淀粉水解酶在水分活度0.8以下时失去活力，如β-淀粉酶需在水分活度大于0.85时才具有水解活力；C项，脂肪酶在水分活度为0.05～0.1时仍能保持其活性，加速脂肪的氧化酸败；D项，非酶褐变在完全干燥条件下难以进行，水分活度在0.6～0.9时褐变易进行。
3水和溶质的相互作用中强度最大的是（ ）。[四川农业大学2014研]
A．偶极-偶极
B．偶极-离子
C．疏水水合
D．疏水相互作用
【答案】B
【解析】水和溶质四种相互作用特点见表2-4。
表2-4 水和溶质四种相互作用的特点
因此答案选B。
4下列关于水分活度的定义式不正确的是（ ）。[四川农业大学2014研]
A．Aw＝P/P0
B．Aw＝f/f0
C．Aw＝Pice/P0（scw）
D．Aw＝Pff/Pice
【答案】D
【解析】冰点以下食品水分活度公式：Aw＝Pff/P0（scw）＝Pice/P0（scw），式中：Pff为未完全冷冻食品中水的蒸汽分压，P0（scw）为纯过冷水的蒸汽压，Pice为纯冰的蒸汽压。因此答案选D。
5关于食品冰点以下的温度Aw叙述正确的是（ ）。[四川农业大学2014研]
A．与样品的成分无关，只取决于温度
B．样品中的成分组成是影响Aw的主要因素
C．可以用来预测冰点以上的同一食品的Aw
D．与样品的成分和温度无关
【答案】A
【解析】在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响，只与温度有关。此外，不能根据冰点以下温度的Aw预测冰点以上同一食品的Aw。
6食品中单分子层水的主要特点是（ ）。[广东海洋大学2013研]
A．能被微生物利用
B．不能结冰
C．属于滞化水
D．可作为溶剂
【答案】B
【解析】AD两项，单分子层水与非水组分中的羧基和氨基等离子基团以水-离子或水-偶极相互作用而牢固结合，是食品中最不容易移动的水。它不能被微生物所利用，不能作为溶剂，在－40℃不结冰，对食品固体没有显著的增塑作用。C项，单分子层水属于结合水，而滞化水是指被组织中的显微和亚显微结构与膜所阻留住的水，属于自由水。
7温度高于冰点时，影响水分活度Aw的主要因素是（ ）。[华南农业大学2012研]
A．食品重量
B．食品颜色
C．食品组成
D．温度
【答案】C
【解析】在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响，只与温度有关。
8贮藏干燥食品时，为提高其贮藏稳定性，通常调节其水分活度在什么水平？（ ）[华南农业大学2012研]
A．0.3
B．0.5
C．0.7
D．0.9
【答案】B
【解析】0.35～0.5是在贮藏条件下，不使干物质的期望性质造成损失所允许的最高Aw范围。
二、填空题
1冰点以下食品稳定性的指标是______。[北京林业大学2016研]
【答案】食品的Tg与储藏温度t的差（t－Tg）
【解析】在玻璃化转变温度Tg下，食品具有高度的稳定性，故低温冷冻食品的稳定性可由该食品的Tg与储藏温度t的差（t－Tg）决定，差值越大，食品的稳定性就越差。
2水分吸附等温线的制作方法有______和______两种。同一种食品采用这二种方法作出的曲线不完全重合的现象，被称为______。[浙江农林大学2016研]
【答案】回吸；解吸；滞后现象
【解析】采用向干燥食品样品中添加水（回吸作用）的方法绘制的水分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。
3水分活度测定的方法有______、______、______。[江西农业大学2015研]
【答案】冰点测定法；相对湿度传感器测定法；恒定相对湿度平衡室法（或水分活度仪）
4结合水又称束缚水，根据被结合的牢固程度，有三种不同的形式：______、______、______。[北京林业大学2010研；浙江农林大学2014研]
【答案】化合水；邻近水；多层水
5在不同的溶质影响下，冰的结构主要有______、______、______和______四种类型。[沈阳农业大学2014研]
【答案】六方形；不规则树状；粗糙球状；易消失的球晶
【解析】溶质的种类和数量可以影响冰晶的数量、大小、结构、位置和取向。在不同的溶质影响下，冰的结构主要有4种类型：六方形、不规则树状、粗糙球状和易消失的球晶，此外，还存在各种各样中间形式的结晶。
6不同微生物生长繁殖要求一定的最低水分活度，细菌为______、霉菌为______、耐盐细菌为______和耐高渗透压酵母为______。[沈阳农业大学2014研]
【答案】0.94～0.99；0.80～0.94；0.75；0.60～0.65
【解析】当水分活度低于0.60时，绝大多数微生物无法生长繁殖。
7结合水的特点为：不易结冰（冰点＜－40℃）、______作溶剂、______被微生物利用、沸点______一般的水、蒸发焓______纯水的。[华中农业大学2014研]
【答案】不能；不能；高于；高于
三、判断题
1水分吸附等温线Ⅲ区的水决定食品的稳定性。（ ）[华中农业大学2016研]
【答案】对
2在滞后现象中，解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高Aw。（ ）[中国农业大学2015研]
【答案】对
【解析】当Aw值一定时，解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中的水分含量。在滞后现象中由于解吸时将使食品组织发生改变，当再吸水时就无法紧密结合水分，由此可导致较高水分活度。
3冰点以上饼干的Aw很低说明在冰点以下饼干的Aw很低。（ ）[中国农业大学2015研]
【答案】对
【解析】在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响，只与温度有关，因此不能根据冰点以下温度的Aw预测冰点以上同一食品的Aw，但可根据冰点以上温度的Aw预测冰点以下同一食品的Aw。
4冻结食品加工的目标是使食品中的水都冻结成冰，从而防止食品变质。（ ）[天津商业大学2015研]
【答案】错
【解析】冻结是指将食品的温度降低到食品汁液的冻结点以下，使食品中的水分大部分（而不是全部）冻结成冰，使微生物无法进行生长繁殖从而防止食品变质。
5冰传导热能比非流动水（例如，在组织中的水）快得多。（ ）[昆明理工大学2015研]
【答案】对
【解析】冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4倍，冰的热扩散系数约为水的9倍，在同一环境中，冰比水能更容易的改变自身的温度。
6食品中非水成分越多且非水成分与水结合力越强，在温度不变的条件下，Aw的值就越大。（ ）[昆明理工大学2015研]
【答案】错
【解析】食品中非水成分越多，且与水结合力越强，可提供给微生物利用的水越少，水分活度越低。
7在晒干的谷物中水分的存在状态主要是自由态水。（ ）[浙江农林大学2014研]
【答案】错
【解析】在晒干的谷物中，水的含量约为13%～15%，这些水存在的状态主要是结合水。
8水具有的形成三维氢键网的能力，使其具有高的热容、熔点、沸点、表面张力和各种相变热。（ ）[昆明理工大学2014研]
【答案】对
【解析】水分子的三维氢键缔合，为说明水的异常物理性质奠定了理论基础。
9当食品中水分含量一定时，Aw随温度的升高而增大。（ ）[昆明理工大学2014研]
【答案】错
【解析】在一定范围内，Aw随温度的升高而增大。但当温度逐渐升高，水分不断蒸发，Aw下降。
10多层水的总量随食品不同而变动，在高水分食品中低于食品总水量的5%。（ ）[昆明理工大学2014研]
【答案】对
【解析】多层水是指位于以上所说的第一层的剩余位置的水和在单分子层水的外层形成的另外几层水，主要是靠水-水和水-溶质氢键的作用。
11单分子层水是指结合得最牢固的化合水。（ ）[华中农业大学2014研]
【答案】错
【解析】单分子层水是与非水组分中的羧基和氨基等离子基团以水—离子或水—偶极相互作用而牢固结合，是食品中最不容易移动的水，属于结合水中的邻近水而非化合水。
四、名词解释
1水分活度[天津大学2008研；江西农业大学2013研；浙江大学2014研；浙江工业大学2015研；北京林业大学2014、2016研；浙江农林大学2016研]
答：水分活度Aw表示食品中的水分可以被微生物所利用的程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式Aw＝P/P0表示，也可以用相对平衡湿度表示：Aw＝ERH/100。Aw能够反映水与各种非水成分缔合的强度，比水分含量能更可靠地预示食品的稳定性、安全和其他性质，是评价腐败性的可靠指标。
2水分吸附等温曲线[昆明理工大学2014研；中国农业科学院2014研；暨南大学2015研]
答：水分吸附等温线（MSI）是指在恒定温度下，以食品的水分含量（用每单位干物质质量中水的质量表示）对其水分活度绘图形成的曲线。大多数食品的水分吸附等温线呈S形，而水果、糖制品、含有大量糖和其他可溶性小分子的咖啡提取物以及多聚物含量不高的食品的等温线为J形。
3玻璃态转化温度[中国农业科学院2014研]、玻璃化温度[北京林业大学2010研；浙江大学2014研]
答：玻璃转化温度（Tg）（或称玻璃化温度）是指玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。当T＝Tg时，分子热运动能增加，链段运动开始被激发，玻璃态开始逐渐转变到橡胶态，此时大分子聚合物处于玻璃态转变区域。玻璃化转变发生在一个温度区间内而不是在某个特定的单一温度处；发生玻璃化转变时，食品体系不放出潜热，不发生一级相变，宏观上表现为一系列物理和化学性质的急剧变化。
4邻近水[昆明理工大学2014研]
答：邻近水是指处在非水组分亲水性最强的基团周围的第一层位置，主要的结合力是水-离子和水-偶极间的缔合作用，与离子或离子基团缔合的水是结合最紧密的水。包括单分子层水和微毛细管（＜0.1μm）中的水。它们在－40℃不结冰，也不能作为溶剂。
5自由水[暨南大学2014研]
答：自由水是指动物的血浆、淋巴和尿液，植物的导管和细胞内液泡中的水以及食品中肉眼可见的水，是可以自由流动的水。
6疏水相互作用[湖北工业大学2008研；华中农业大学2014研；北京林业大学2010、2014研]、Hydrophhobic interaction[华中农业大学2012研]
答：疏水相互作用（Hydrophhobic interaction）又称憎水相互作用，是非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子（如一些中性氨基酸残基，又称疏水残基）在水相环境中具有避开水而相互聚集的倾向。
7滞后现象[华中农业大学2010研；西南大学2011研；北京林业大学2010、2014研]
答：滞后现象是指采用向干燥食品样品中添加水（回吸作用）的方法绘制的水分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠的现象。当Aw值一定时，解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中的水分含量。
8笼形水合物[湖北工业大学2009研；西南大学2012研]、clathrate hydrates[华中农业大学2012研]
答：笼形水合物（clathrate hydrates）是指在一定的温度、压力、气体饱和度、水盐度、pH值等条件下由水（冰）和气体分子反应生成的类冰的、具有笼形结构的固态化合物，笼形水合物是冰状包合物，其中水为“主体”物质，通过氢键形成了笼状结构，物理截留了另一种被称为“客体”的分子。笼形水合物的“主体”一般由20～74个水分子组成，“客体”是低分子量化合物，如低分子量烃、稀有气体等，只有“客体”的形状和大小适合于“主体”的笼才能被截留。“主体”水分子与“客体”分子之间的相互作用一般是弱的范德华力，但在有些情况下为静电相互作用。此外，蛋白质、糖类、脂类和生物细胞内的其他大分子等也能与水形成笼形水合物，使水合物的凝固点降低。
五、简答题
1简述速冻与缓冻的定义，两种过程的特点及对食品品质的影响。[浙江工业大学2015研]
答：（1）速冻
①定义
速冻是指运用现代冻结技术在尽可能短的时间内，将食品温度降低到其冻结点以下，使其所含的全部或大部分水分随着食品内部热量的外散而形成微小冰晶体，为保留食品原有的天然品质而最大限度地减少食品中微生物的生命活动和食品营养成分的生化变化所必需的液态水分的一种方法。
②特点
a．冻结要在－30～－18℃下进行，并应该在20min左右完成。
b．迅速降低到微生物生长活动温度之下，有利于抑制微生物的活动及酶促生化反应。
c．冻结后食品的中心温度要达到－18～－15℃以下，速冻食品内水分在细胞间隙形成无数直径小于100μm的针状小冰晶。
d．冰晶分布与原料中液态水分布相近，对细胞组织结构损伤很小。
e．食品解冻时，冰晶融化的水分能迅速重新被细胞吸收而不产生汁液流失。
③速冻对食品品质的影响
速冻冻结速率快，形成的冰晶数量多，颗粒小，在组织中分布，比较均匀，又由于小冰晶的膨胀力小，对组织的破坏很小，解冻融化后的水可以渗透到组织内部，基本能保持原有的风味和营养价值。
（2）缓冻
①定义
缓冻是指食品在绝热的低温室中－40～－18℃并在静态的空气中进行冻结的方法。
②特点
a．冻结时间长，形成的冰晶体颗粒大。
b．食品温度缓慢降低缓慢，不能及时阻止冻结时食品分解。
c．缓慢冻结时，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会增加。
③缓冻对食品品质的影响
a．缓冻过程中易形成较大的冰晶，大的冰晶会对组织有所损伤，造成食品解冻后汁液流失，蛋白变性，食品风味和营养价值下降。
b．运用缓冻技术会给微生物活动和食品生化变化提供足够的时间，从而无法保持食品在冷藏过程中的稳定性。
2在烹饪鱼香肉丝时，从冰箱中取出肉块放在碗中，让其在空气中自然解冻，发现碗中有很多解冻水，请解释一下原因。[中国农业大学2014研]
答：冷冻肉在自然解冻时有很多解冻水的原因如下：
（1）冷冻时，肉组织内细胞间隙的水分形成冰晶。由于细胞间隙结冰，细胞内因脱水过度、破坏蛋白质结构，原生质凝固变性
（2）冰晶体过大，对细胞产生机械伤害。解冻时，细胞间隙的冰晶很快融化，水分流失，细胞来不及吸回失去的水分而脱水。
（3）由于冰晶对蛋白质以及分子质构造成的破坏，使其失去原有的持水性，水分不能被吸收而流出组织外。
3“Aw可以很好地预测食品的稳定性。”这一结论适用于冷冻食品吗？为什么？[浙江农林大学2014研]
答：这一结论不适用于冷冻食品。原因如下：
（1）在冰点以上温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以食品的组成为主；在冰点以下温度时，由于冰的存在，水分活度不再受食品中非水组分种类和数量的影响，只与温度有关。为此，食品中任何一个受非水组分影响的物理、化学和生物化学变化，在食品冻结后，就不能再根据水分活度的大小进行准确的预测。于是，在冰点以下的Aw值作为物理、化学和生物化学变化指标的价值远比在冰点以上的Aw值来得低。
（2）在冰点以上和以下温度时，就食品稳定性而言，Aw的意义是不一样的。例如在－15℃时，水分活度为0.86，微生物不会生长，化学反应缓慢；在20℃时，水分活度为0.80时，化学反应快速进行，且微生物能较快的生长。
（3）在冰点以下的Aw数据不能被用于预示冰点以上的相同食品的Aw，这是因为冰点以下的Aw值与样品的组成无关，而仅与温度有关。
4简述水分活度的测定原理。[暨南大学2014研]
答：水分活度的测定原理有：
（1）冰点测定法：先测定样品的冰点和水分含量，再根据以下公式计算Aw。
Aw＝P/P0＝ERH/100＝N＝n1/（n1＋n2）
式中：Aw为水分活度；P为食品在密闭容器中达到平衡时的水蒸气分压，即食品上空水蒸气的分压力；P0为在相同温度下纯水的饱和蒸汽压，可从有关手册中查出；ERH为水分活度与环境平衡相对湿度；N为溶剂（水）的摩尔分数，n1为溶剂的摩尔数，n2为溶质的摩尔数，n2可通过测定样品的冰点计算。
n2＝GΔTf/（1000×Kf）
式中：G为样品中溶剂的重量，g；ΔTf为冰点下降的温度，℃；Kf为水的摩尔冰点下降常数（1.86）。
在低温下测量冰点而计算高温时的Aw值所引起的误差是很小的（＜0.001Aw/℃）。
（2）相对湿度传感器测定法：在恒定温度下，把已知水分含量的样品放在一个小的密闭室内，使其达到平衡，然后使用任何一种电子技术或湿度技术测量样品和环境大气平衡的ERH，即可得到Aw。
（3）恒定相对湿度平衡室法：在恒定温度下，把样品放在一个小的密闭室内，使用适当的饱和盐溶液，使密闭室内样品的环境空气保持在恒定的相对湿度下，让样品达到平衡，然后测定样品的水分含量。
（4）水分活度仪测定样品的Aw。
5自由水和结合水的性质差异有哪些？哪个对食品保藏性影响更大？[中国农业科学院2009研]
答：（1）自由水和结合水的性质差异
①结合水的量与食品中有机大分子的极性基团的数量有比较固定的比例关系。结合水对食品的风味起重要作用，当结合水被强行与食品分离时，食品的风味和质量就会发生改变。
②结合水的蒸汽压比体相水低得多，所以在一定温度（100℃）下结合水不能从食品中分离出来。
③结合水不易结冰（冰点约－40℃）。由于这种性质，使得植物的种子和微生物的孢子得以在很低的温度下保持其生命力；而多汁的组织如新鲜水果、蔬菜、肉等在冰冻后细胞结构往往被冰晶所破坏，解冻后组织被破坏。
④结合水不能作为溶质的溶剂。
⑤体相水能为微生物所利用，绝大部分结合水则不能。
其他指标对照见表2-5。
表2-5 食品中水的性质
（2）自由水对食品保藏性影响更大。因为自由水可为微生物所利用，并影响渗透压、可作为溶剂。
六、论述题
1简述滞后现象及引起滞后现象的原因。[西南大学2012研]
答：（1）采用向干燥食品样品中添加水（回吸作用）的方法绘制的水分吸附等温线和按解吸过程绘制的等温线并不相互重叠，这种不重叠性称为滞后现象。许多食品的水分吸附等温线都表现出滞后现象，滞后作用的大小、曲线的形状以及滞后回线的起始点与终点因食品的性质、当加入或去除水时所产生的物理变化、温度、解吸速度以及解吸过程中被除去的水分的量等因素的影响而发生很大的变化。一般来说，当Aw值一定时，解吸过程中食品的水分含量大于回吸过程中的水分含量。
（2）已提出了大量的定性理论来解释食品的吸附滞后现象。这些理论包括了“肿胀现象、亚稳的局部区域、推测的扩散势垒、毛细管现象以及平衡随时间的变化”等。现在，比较认可的原因是：
①食品解吸过程中的一些吸水部位与非水组分作用而无法释放出水分。
②食品不规则形状而产生的毛细管现象，欲填满或抽空水分需不同的蒸汽压（要抽出需P内＞P外，要填满即吸着时则需P外＞P内）。
③解吸作用时，因组织改变，当再吸水时无法紧密结合水，由此可导致回吸相同水分含量时处于较高Aw。
但对吸附滞后现象确切的解释，目前还没有形成。
2阐述水分活度与食品保藏的原理。[江西农业大学2015研]
答：水分活度与食品保藏的原理如下：
（1）水分活度与微生物生命活动的关系
①食品的水分活度决定了微生物在食品中繁殖的时间、生长速率及死亡率。不同的微生物在食品中繁殖时对水分活度的要求不同，细菌对低水分活度最敏感，酵母菌次之，霉菌的敏感性最差。
②重要的食品中有害微生物生长的最低水分活度是0.86～0.97，所以，真空包装的水产和畜产加工制品，流通标准规定其水分活度要低于0.94。
（2）水分活度与食品劣变化学反应的关系
①降低食品的Aw，可以延缓酶促褐变和非酶褐变的进行，减少食品营养成分的破坏，防止水溶性色素的分解。
②但Aw过低，则会加速脂肪的氧化酸败。
③要使食品具有最高的稳定性所必需的水分含量，最好是将Aw保持在结合水范围内。这样，可使化学变化难于发生，同时又不会使食品丧失吸水性和复原性。
（3）降低水分活度提高食品稳定性的机理
①大多数化学反应都必须在水溶液中才能进行，如果降低食品的水分活度，则食品中水的存在状态发生了变化，结合水的比例增加，体相水的比例减少，而结合水是不能作为反应物的溶剂的。所以降低水分活度，能使食品中许多可能发生的化学反应、酶促反应受到抑制。
②很多化学反应属于离子反应。该反应发生的条件是反应物首先必须进行离子化或水合作用，而这个作用的条件必须是有足够的体相水才能进行。
③很多化学反应和生物化学反应都必须有水分子参加才能进行，若降低水分活度，就减少了参加反应的体相水的数量，化学反应的速度也就变慢。
④许多以酶为催化剂的酶促反应，水除了起着一种反应物的作用外，还能作为底物向酶扩散的输送介质，并且通过水化促使酶和底物活化。当Aw值低于0.8时，大多数酶的活力就受到抑制；若Aw值降到0.25～0.30的范围，则食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶就会受到强烈地抑制或丧失其活力。
⑤食品中微生物的生长繁殖都要求有一定最低限度的Aw，大多数细菌为0.94～0.99，大多数霉菌为0.80～0.94，大多数耐盐细菌为0.75，耐干燥霉菌和耐高渗透压酵母为0.60～0.65。当水分活度低于0.60时，绝大多数微生物就无法生长。