2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——化學原理在食品科學中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.食品中的淀粉在烘焙過程中發(fā)生糊化和老化，涉及的主要化學原理包括（）。A.水分子與淀粉分子間氫鍵的形成與斷裂B.淀粉鏈的結晶區(qū)與無定形區(qū)結構的變化C.碳水化合物水解反應D.麥芽糊精酶的催化作用E.溫度和水分活度對分子運動的影響2.在食品包裝中使用的EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）薄膜具有良好的阻隔性，其核心化學原理在于（）。A.EVOH分子鏈中存在大量的極性羥基B.EVOH聚合物形成高度有序的結晶結構C.EVOH材料與氧氣分子發(fā)生化學反應D.EVOH具有良好的成膜性，能形成連續(xù)均勻的膜層E.氧氣分子比水分子更容易被EVOH阻隔3.下列關于食品中脂類氧化酸敗的描述，正確的有（）。A.是一個復雜的自由基鏈式反應過程B.產(chǎn)生的過氧化物是主要的氧化產(chǎn)物C.最終產(chǎn)物通常具有哈喇味，影響食品感官品質D.維生素E等抗氧化劑可以通過中斷自由基鏈式反應來抑制氧化E.酸價和過氧化值的測定可以反映脂類酸敗的程度4.在食品工業(yè)中利用酶進行蔗糖轉化生產(chǎn)果糖，通常選擇的酶是（）。A.淀粉酶B.蛋白酶C.葡萄糖異構酶D.轉化酶E.果膠酶5.食品添加劑抗氧化劑的作用機理主要包括（）。A.清除食品體系中的活性氧自由基B.與氧化劑直接反應，消耗氧化劑C.降低食品體系的pH值，抑制氧化反應D.抑制參與氧化反應的酶的活性E.增強食品中抗氧化酶系的功能二、填空題（每空2分，共20分。）6.食品中蛋白質的變性與不變性在化學本質上區(qū)別在于______結構的破壞與重建。7.熱力學函數(shù)______和______是判斷化學反應方向和限度的關鍵參數(shù)。8.測定食品中水分含量常用的化學方法是測定樣品在______溫度下失去的水分質量。9.天然色素如花青素的穩(wěn)定性通常受pH值、光照、溫度以及______等因素的影響。10.從資源化學角度看，利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)生物基食品添加劑，體現(xiàn)了______和______的原則。三、簡答題（每小題5分，共15分。）11.簡述影響食品中礦物質元素生物利用率的化學因素。12.簡述酸堿理論在食品中緩沖體系作用的理解。13.簡述化學原理在食品安全檢測中（如酶抑制法）的應用思路。四、計算題（每小題6分，共12分。）14.某油脂樣品在實驗條件下測得初始過氧化值為5meq/kg，經(jīng)過添加0.02%的維生素E（假設其抗氧化效率為150meq/kg油脂）處理后，測得最終過氧化值為10meq/kg。請計算該處理對過氧化值增長的抑制率是多少？15.在25℃時，將0.1mol/L的弱酸HA（Ka=1.0×10^-5）溶液與0.2mol/L的NaOH溶液等體積混合。請計算混合溶液中HA和A-的濃度。（假設混合后體積不變）五、論述題（10分。）16.結合化學原理，論述如何通過控制食品加工條件（如溫度、水分活度、氧氣含量等）來延緩食品中典型成分（如油脂、維生素、色素）的劣變。---試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.(ABE)解析：淀粉糊化是吸水膨脹，非晶區(qū)增大，結晶區(qū)破壞的過程，涉及水分子與淀粉鏈及鏈間氫鍵的斷裂與形成（A），淀粉分子結構由有序向無序轉變（B），并受溫度和水分活度影響（E）。老化是失水，結晶區(qū)重新形成的過程，也涉及氫鍵和結構變化（A,B）。此過程主要是物理變化和分子間作用力變化，非水解（C）和酶催化（D）。2.(ABD)解析：EVOH的阻隔性主要源于其分子鏈中極性羥基（A）的存在，這些基團可以與水、氧氣等小分子形成氫鍵，降低其擴散速率。同時，EVOH易于結晶形成致密的結晶區(qū)（B），有效阻礙了分子擴散。阻隔作用不是通過化學反應（C），而是物理屏障效應（D）。氧氣和水分子的擴散速率不同，EVOH對兩者的阻隔性都強，但結晶結構是關鍵（E）。3.(ABCD)解析：脂類氧化酸敗是典型的自由基鏈式反應（A），初期產(chǎn)生過氧化物（B），最終產(chǎn)生醛、酮、羧酸等有哈喇味的物質，嚴重影響感官（C）。維生素E等抗氧化劑可以通過提供氫原子給自由基，使鏈式反應中斷（D）。酸價和過氧化值是常用的化學評價指標（E）。4.(C)解析：葡萄糖異構酶可以將葡萄糖轉化為果糖（C）。淀粉酶水解淀粉為小分子糖（A），蛋白酶水解蛋白質（B），轉化酶在糖蜜制糖中作用（D），果膠酶水解果膠（E）。5.(AB)解析：抗氧化劑的主要作用機理是消耗體系中的氧化劑（B）或清除活性氧自由基（A）。降低pH值（C）、抑制酶活性（D）是某些添加劑的作用方式，但不是抗氧化劑的主要化學機理。增強抗氧化酶功能（E）是酶工程或天然途徑，非抗氧化劑直接作用。二、填空題（每空2分，共20分。）6.二級/三級7.吉布斯自由能（G）、熵（S）8.1059.氧氣10.綠色、循環(huán)三、簡答題（每小題5分，共15分。）11.簡述影響食品中礦物質元素生物利用率的化學因素。解析思路：從化學角度分析礦物質在消化道中能否被吸收。主要包括：①礦物質元素自身的化學形態(tài)：離子化程度受pH影響，如Ca2?,Fe3?,Zn2?的溶解度；②與食物成分的螯合/絡合：如植酸與Fe,Zn的螯合，影響其吸收；③植酸鹽、草酸鹽、碳酸鹽等與礦物質形成不溶性鹽；④消化道環(huán)境：胃酸（提供H?，促進金屬離子釋放和離子化）、腸道pH、膽汁酸（幫助脂肪消化也促進某些礦物質溶解）、消化酶等。回答時應涵蓋元素形態(tài)、食物成分干擾、消化道pH及分泌物等關鍵化學因素。12.簡述酸堿理論在食品中緩沖體系作用的理解。解析思路：運用酸堿理論解釋緩沖體系的構成和功能。緩沖體系通常由一種弱酸（HA）及其共軛堿（A?）或弱堿（B）及其共軛酸（BH?）組成。根據(jù)酸堿質子理論（Br?nsted-Lowry），HA可以給出質子（H?）成為A?，A?可以接受質子成為HA。當外界加入少量強酸（提供H?）時，A?會與H?結合生成HA，抑制H?濃度大幅增加。當外界加入少量強堿（提供OH?或消耗H?）時，溶液中的HA會解離出H?供OH?中和，抑制OH?濃度大幅增加。通過這種HA/A?（或BH?/B）的動態(tài)平衡，體系pH值能保持相對穩(wěn)定。13.簡述化學原理在食品安全檢測中（如酶抑制法）的應用思路。解析思路：以酶抑制法為例，說明化學原理在檢測中的應用。許多食品安全污染物是酶的抑制劑，它們能與酶的活性位點或別位點結合，改變酶的空間結構或化學性質，降低或喪失酶的催化活性。檢測時，將含有待測污染物和酶的樣品體系與底物反應，通過測定反應速率（如吸光度變化速率）的下降程度來反映酶活性的抑制程度。該方法的化學原理基于：①污染物與酶的特異性結合（化學作用）；②結合導致酶催化常數(shù)（kcat或Vmax）或米氏常數(shù)（Km）改變；③酶促反應速率（v=Vmax*[S]/(Km+[S])）的變化與酶活性相關，可通過動力學方法（化學計量學）建立污染物濃度與抑制率的關系。四、計算題（每小題6分，共12分。）14.解析：初始過氧化值增長速率設為R1=5meq/kg/h（假設），處理后最終過氧化值為10meq/kg，但添加了抗氧化劑。設處理后過氧化值增長速率為R2。由于添加了0.02%維生素E，其效率為150meq/kg油脂，即能抑制150/5=30倍的過氧化值增長速率。因此，R2=R1/30=5/30=0.167meq/kg/h。抑制率=(R1-R2)/R1*100%=(5-0.167)/5*100%=96.7%。（注：此計算基于簡化假設，實際計算需更精確的數(shù)據(jù)和方法。）15.解析：混合前HA濃度為0.1mol/L，NaOH濃度為0.2mol/L，等體積混合后，HA濃度變?yōu)?.05mol/L，NaOH濃度變?yōu)?.1mol/L。NaOH會與HA反應：HA+OH?→A?+H?O。反應消耗0.1mol/L的OH?和0.1mol/L的HA，剩余HA濃度為0.05-0.1=-0.05mol/L（不合理，說明NaOH過量）。重新核算：混合后體積加倍，濃度減半。0.1mol/LHA與0.1mol/LNaOH恰好完全反應生成0.05mol/LA?。此時體系中存在0.05mol/LNaOH。最終HA=0，A?=0.05mol/L，[OH?]=0.05mol/L?；旌先芤撼蕢A性。若需精確計算最終pH，需考慮水的電離，但題目可能要求簡化計算，即認為A?濃度為0.05mol/L。五、論述題（10分。）16.結合化學原理，論述如何通過控制食品加工條件（如溫度、水分活度、氧氣含量等）來延緩食品中典型成分（如油脂、維生素、色素）的劣變。解析思路：從化學變化角度分析加工條件對成分穩(wěn)定性的影響。①油脂：氧化酸敗是自由基鏈式反應，受溫度（活化能影響反應速率，高溫加速）、氧氣濃度（反應物濃度，高氧加速）、水分活度（影響油脂狀態(tài)和自由基產(chǎn)生）及金屬離子（催化劑）影響。通過低溫（降低反應速率常數(shù)）、隔絕氧氣（降低反應物濃度）、低水分活度（穩(wěn)定油脂結構，減少不飽和鍵暴露）、添加抗氧化劑（中斷鏈式反應）來延緩氧化。②維生素：許多維生素（如C,B族）是易氧化或易降解的化合物，其穩(wěn)定性受pH（影響分子結構、氧化態(tài)）、溫度（升高加速分解，如維生素C熱分解）、光照（光化學反應，如產(chǎn)生單線態(tài)氧）、氧氣（氧化反應）及水分活度影響。通過控制低溫、避光、酸性或堿性條件（根據(jù)維生素穩(wěn)定性選擇）、添加還原劑或抗氧化劑、低水分活度來