食品微生物學
一、臺灣今年初銷往美國加州的金針菇，被驗出含有李斯特菌（Listeria monocytogenes）；但臺灣檢驗單位對同一批金針菇進行檢驗，不論是在送往外銷前抽檢，或接獲美國端通報後再次抽檢留樣之金針菇，皆未檢出李斯特菌。請回答下列問題：
(一)李斯特菌細胞特性
(二)請說明李斯特菌症（Listeriosis）
(三)請推測「臺、美」雙邊檢測結果不同之可能原因
(一)李斯特菌細胞特性：
1. G(+)桿菌、無芽孢、好氧或兼性厭氧、具鞭毛。
2. 此菌在低溫下生長良好，屬低溫菌，亦為冷藏的病原菌。此菌為兼性胞內寄生菌，可在巨噬細胞(macrophage)、表皮細胞及纖維母細胞中生長。
(二)請說明李斯特菌症（Listeriosis）：
為感染單核增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)產生的症狀，初期的症狀都很溫和，可能類似流行性感冒或甚至沒有症狀出現，潛伏期由三到七十天，但平均是三星期到一個月左右。一年四季都可能是流行期，其症狀如下：
1. 嘔吐、腹痛、腹瀉。
2. 年長者、免疫力低下的族群及新生兒感染後，可能引發敗血症或腦膜炎等嚴重疾病，甚至死亡，致死率可達2至3成。
3. 孕婦感染後可能會導致流產、死胎、早產，或於分娩時經產道傳染胎兒，造成新生兒敗血症或腦膜炎。
(三)請推測「臺、美」雙邊檢測結果不同之可能原因：
1. 臺灣：
(1)可能金針菇本身無污染到李斯特菌，故未檢出李斯特菌。
(2)可能金針菇本身污染到微量李斯特菌，以臺灣公告的傳統檢驗法，檢驗不出來，使得結果為未檢出李斯特菌。
2. 美國：
(1)可能金針菇本身污染到微量李斯特菌，於台灣船運至美國長時間的過程中，李斯特菌再次繁殖，使得菌量可以被檢測出來。
(2)可能美國的檢驗方法可以檢測到微量的李斯特菌，而臺灣的方法不行。
二、大型真菌（蕈菇）培養方法，可分為固態發酵及液態發酵。
(一)請分別說明何謂固態發酵及液態發酵。
(二)比較二者之優缺點。
(三)以此二方法發酵所得之蕈菇有何不同？
(一)請分別說明何謂固態發酵及液態發酵：
1. 固態發酵：以固體原料、洋菜培養基或含有少量水分的基質，如傳統的纖維質廢棄物、顆粒狀的穀物、商業用的洋菜培養基作為基質，此可提供微生物所需營養，還作為細胞的固定物，故可用以產生蕈類子實體或代謝產物(如酵素)等。
2. 液態發酵：以液體原料、液態培養基，如牛奶、果汁、商業用的液態培養基作為基質，此可提供微生物所需營養，並使其快速生長，故可用以產生蕈類菌絲體或代謝產物(如酵素)等。
(二)比較二者之優缺點：
1. 固態發酵優缺點：
優點
(1)培養基含水量少，不易被汙染，且發酵廢水較少，填充容積也較小，容易處理
(2)消耗能量較低，供能設備簡易
(3)培養基原料多為天然基質或廢棄物，易取得且價格低廉
(4)技術和設備簡易
(5)產物濃度較高，後處理方便
缺點
(1)菌種限於耐低水活性微生物，菌種選擇性少
(2)發酵速度慢，周期較長
(3)天然原料成分複雜，易影響發酵產物的品質與產量
(4)環境和發酵參數難控制，且基質不易攪拌均勻
(5)產量較少
2. 液態發酵優缺點：
優點
(1)由於培養基含水量高，可利用氣舉或攪拌的方式混和均勻，使基質質傳能力提高，可應用於批次或連續式發酵
(2)發酵速度快，周期較短，可在短時間大量生產
(3)培養基易調控，發酵產物品質較穩定
(4)發酵參數容易控制，可做較細微的產程條件的調控
(5)產量較高
缺點
(1)發酵體積大，且發酵廢水處理不易
(2)發酵設備需攪拌、通氣、控溫等等，較耗費能量
(3)培養基價格較高(一般使用商業培養基broth)
(4)與一般微生物生長環境差異性較高，尤其菇類真菌，產物與子實體差異性較高，故只能培養出菌絲體
(5)某些微生物之發酵產率降低
(三)以此二方法發酵所得之蕈菇有何不同？
1. 固態發酵：培養時間長，能獲得子實體，如菇類子實體、靈芝子實體。
2. 液態發酵：培養時間短，只能獲得菌絲體，可以用發酵槽進行培養，如液態發酵的靈芝膠囊。
三、請就即時餐盒檢驗回答下列問題：
(一)衛生福利部食品藥物管理署自民國110年7月1日施行之食品中微生物衛生標準，團膳公司製備之餐盒所需檢測之微生物種類有那些？列出所檢測之微生物的衛生標準。
(二)檢測固態食品中之微生物，通常使用何種儀器設備均質樣品？為何不建議以果汁機取代此設備？請說明原因。
(一)團膳公司製備之餐盒所需檢測之微生物種類與衛生標準：
餐盒於「食品中微生物衛生標準」(109.10.6)屬於其他即食食品類：
微生物及其毒素、代謝產物、限量
金黃色葡萄球菌 100 CFU/g (mL)
沙門氏菌 陰性
單核球增多性李斯特菌 100 CFU/g (mL)
(二)檢測固態食品中之微生物，通常使用何種儀器設備均質樣品？為何不建議以果汁機取代此設備？請說明原因。
1. 均質樣品的儀器設備：
(1)儀器設備：攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)。
(2)方法：固體之樣品，取50 g之樣品加入450 mL之稀釋用無菌水(可為0.1 % peptone water、phosphate buffer pH 7.2或生理食鹽水等，為的都是盡量保持樣品中微生物之數目不變)，再以攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)均質。
2. 不建議以果汁機取代此設備及原因：
(1)因為公告的檢驗方法並不是使用一般的果汁機進行均質，而是公告攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)進行均質。
(2)原因：
a. 攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)可以適用於無菌操作，而一般果汁機無法。
b. 攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)可以適用於多次實驗而不會損壞，耐用度較久，而一般果汁機可能耐用度不夠。
c. 儀器商賣的攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)的機型較固定且較適合實驗，而一般果汁機的機型太多種，且品質不一，均質程度也比實驗用的攪拌均質器(blender)差。
d. 攪拌均質器(blender)或鐵胃(Stomacher)使用的容器：有網的均質袋與均質瓶能較完整密封，於均質時不會受到外界微生物污染，而一般果汁機的使用的容器較難完整密封，於均質時較會受到外界微生物污染。
e. 攪拌均質器(blender)的均質瓶可以加入稀釋用無菌水進行滅菌，較適合實驗，而一般果汁機的瓶子不耐熱，無法進行滅菌，故不適合實驗。
四、請分別就殺菌條件、目標微生物、殺菌後食品儲存條件，說明下列三種食品熱殺菌方法：滅菌（sterilization）、商業滅菌（commercial sterilization）、巴斯德殺菌（pasteurization）。
(一)滅菌(sterilization)：
1. 殺菌條件：
(1)溼熱滅菌：需121℃，15分鐘。
(2)乾熱滅菌：需170℃，1小時。
2. 目標微生物：殺死全部微生物。
3. 殺菌後食品儲存條件：高溫、室溫或冷藏皆可。
4. 目的：將食品中全部微生物殺死，無法再經培養而培養出微生物，殺菌程度最高。以具耐熱性且會產生孢子之Bacillus stearothermophilus為滅菌指標(B. subtilis亦可)。
(二)商業滅菌(commercial sterilization)：
1. 殺菌條件：
(1)超高溫瞬間殺菌法(Ultra high temperature short time method, UHT)：131~142℃，加熱2~5秒。如保久乳之殺菌。
(2)罐頭之殺菌。依不同的pH值與罐型所需之溫度與時間皆不同。
2. 目標微生物：大部分微生物(部分嗜高溫菌及孢子仍未殺死)。
3. 殺菌後食品儲存條件：室溫或冷藏皆可。
4. 目的：其殺菌程度低於滅菌高於巴氏殺菌，而必須達到商業無菌性(Commercial Sterility)，即常溫貯放不會腐敗。以100℃以上加熱將大部分有害微生物殺死，但部份嗜高溫菌及孢子仍未殺死，其在室溫下無法生長而不會造成食品之劣變，經適當培養後仍可養出微生物，此類食品如罐頭，大多於室溫下保存。殺菌程度依不同食品而異。
(三)巴斯德殺菌(pasteurization)：
1. 殺菌條件：
(1)低溫長時(Low temperature long time, LTLT)：62~65℃，加熱30分鐘。
(2)高溫短時(High temperature short time, HTST)：72~75℃，加熱15秒。
2. 目標微生物：病原菌(包括部分腐敗菌)。
3. 殺菌後食品儲存條件：冷藏約可保存14天內。
4. 目的：以100℃以下加熱將大部分中溫菌及低溫菌殺死，但最主要為病原菌(包括部分腐敗菌)，加熱程度最低，經培養仍可培養出微生物，本來是用在製酒的殺菌，目前用來殺菌牛奶，殺死牛奶中致病性微生物(Mycobacterium bovis、Coxiella burnetii、Salmonella及Brucella)，仍需以低溫保存。
食品化學
一、請說明果膠的結構，並闡釋高甲氧基果膠和低甲氧基果膠成膠的條件相異之處，同時解釋愛玉成膠時為何常採用地下水以增強凝膠的硬度
(一)果膠的結構：為半乳糖醛酸(galacturonic acid)或甲基酯化(甲氧基)半乳糖醛酸以α-1,4醣苷鍵(glycosidic bond)鍵結所形成的共聚物(多醣體)，可分為：
高甲氧基果膠(HMP)
結構特性 羧基較少、甲氧基較多低
構成單元 半乳糖醛酸
酯化度(DE)≧50%
甲氧基果膠(LMP)
甲氧基含量 大於7 %
結構特性 羧基較多、甲氧基較少
構成單元 半乳糖醛酸
甲氧基含量 小於7 %
酯化度(DE)<50%
(二)高甲氧基果膠和低甲氧基果膠成膠的條件相異之處：
高甲氧基果膠(HMP)
凝膠條件 需與糖、有機酸共同作用：
1.糖：保持由氫鍵所形成的凝膠結構，一般需要50 %以上
2.酸：可抑制羧基的解離，使果膠多醣分子間形成足夠的氫鍵
3.pH值：約2.8~3.5
凝膠性質 不易凝膠，但膠體不易解離(熱不可逆性凝膠)
食品 果醬
低甲氧基果膠(LMP)
凝膠條件 只須添加鈣等多價陽離子：
二價金屬離子會和已解離之羧基離子形成架橋作用，有助於凝膠之堅實性
凝膠性質 易凝膠，但膠體易解離(熱可逆性凝膠)
食品 無糖或低糖的果醬、愛玉
1. 高甲氧基果膠(HMP)：當果膠溶液足夠酸時，羧酸鹽基團轉化為羧酸基團，分子間不帶電荷，而排斥下降，分子間結合(氫鍵)形成凝膠，糖與果膠競爭結合於水，有利分子間交互作用。
2. 低甲氧基果膠(LMP)：不需糖與酸，只須添加鈣離子輔助果膠中鍵結(離子鍵)，形成所謂的離子結合凝固。
(三)解釋愛玉成膠時為何常採用地下水以增強凝膠的硬度：
1. 愛玉成膠屬於低甲氧基果膠(LMP)，需要二價金屬離子才能形成離子鍵而將水保留於結構之中而凝膠，而離子鍵越多則結構越硬。
2. 地下水富含二價金屬離子之鈣、鎂離子，故使用可增強凝膠的硬度。
二、請就香味化合物中醇、醛、酮、雜環類，分別舉例論述其結構和氣味。
(一)醇類：
1. 結構：醇類化合物是指分子量較小的簡單醇類化合物如甲醇、乙醇等，到分子量較大的複雜醇類化合物，如酚類等。醇類化合物可細分為烷醇類、芳香醇類、揮發性酚類。
2. 氣味：
(1)烷醇類：分子量較小的飽和正烷醇類有類似酒精味道；癸醇有類似柳橙味。
(2)不飽和烷醇類：如順式-3-己烯醇(cis-3-hexenol)和反式2己烯醇(trans-2-hexenol)，具有割過的草(cutgrass)的味道，常用於產生或增加食品清新(freshness)氣味。
(3)芳香醇類：如二氫肉桂醇和肉桂醇是由肉桂醛還原而來，具有香脂味(balsamic)或肉桂(cinnamon)的氣味，存在樱桃、红莓、草莓、芭樂、覆盆子、蘋果、肉桂等植物或果實中。
(二)醛類：
1. 結構：醛類化合物具有雙鍵氧(CH=O)結構易氧化，氧化後轉變為有機酸。醛類與醛類縮合形成半縮醛，例如香草醛(vanillin)與丙二醇(propylene gycol)縮合反應，形成香蘭素丙二醇縮醛(vanillin propylene gycol acetal)。
2. 氣味：
(1)檸檬醛(citral)和香茅醛(citronellal)存在於甜橙的果皮、檸檬、香茅或檸檬油等植物香精油中，具濃烈的檸檬香味。
(2)苯甲醛(benzaldehyde)常見於杏仁、桃、梅子等，具杏仁味。
(3)肉桂醛(cinnamaldehyde)常見於肉桂，有刺激性香味。
(4)香草醛(vanillin)是香草豆主要香味化合物，廣泛使用於冰淇淋、糕餅及糖果。
(三)酮類：
1. 結構：有雙酮類、芳香族酮類、不飽和酮類。
2. 氣味：
(1)雙酮類：如雙乙醯(diacety1)及其衍生物醯乙醇(acetoin)有奶油香味奶油乳酪、乾酪等之重要香氣成分，也是人造奶油(margarine)的香味來源。
(2)芳香族酮類：如苯乙酮(benzophenone)為乳酪之重要香氣成分、覆盆子酮(4-hydroxypheny12-butanone)有覆盆子(raspberry)果香味，為果香添加物。
(3)不飽和酮類：如1-辛烯3-酮(1-octen-3-one)與醇類化合物是洋菇的重要香味化合物。
(四)雜環類：
1. 結構：雜環類化合物的數量及種類繁多，為環狀結構化合物，主要的雜環類風味化合物其環上取代原子包括氧、硫及氮。
2. 氣味：食品風味的貢献相當重要，主要是因為其有各式特殊氣味、氣味濃烈、高含量或低閾值等特性，提供食品烘烤味、堅果味、焦味、焦糖味、肉味和其他味道。其中葫蘆巴內酯(Sotolon)為咖啡重要的香味物質。
三、何謂油脂氧化作用？要如何抑制此作用？
(一)油脂氧化作用：
1. 氧化(初期)產生ROOH(氫過氧化物)(包括共軛雙烯及共軛雙鍵的三烯不飽和物)
(1)ROOH，POV↑(初期指標)，後期POV↓
(2)共軛雙烯，共軛雙烯價(234 nm)↑
(3)共軛雙鍵的三烯不飽和物，共軛雙鍵的三烯不飽和物量(268 nm)↑
2. 裂解(後期)產生小分子醛、酮、醇、酸
(1)醛，如丙二醛，毒性最強，TBA value↑(後期指標)
(2)酸，為游離脂肪酸，AV↑
(3)醛、酮，羰基價(CV) ↑，醛、酮與胺基酸進行梅納反應，顏色變深與產生氣味，胺基酸含量↓
(4)小分子醛、酮、醇、酸，分子量下降，發煙點↓，並產生油耗味
(5)醛、酮、醇、酸，總極性物質↑，介電常數↑
3. 聚合(後期)產生大分子聚合物，如環狀聚合物(如PAHs)
(1)大分子聚合物，黏度增加、顏色加深、並產生油垢
(2)某些環狀聚合物會致癌(如苯駢芘)
(二)抑制此作用的方法：
(一)外在因子 氧化因子 控制方法
1.氧氣 濃度低時，氧化速率與含氧量呈正比 脫氧劑或包裝提升保存
2.光線 促進活性氧(O2)的形成並促進氧化 可避光儲藏
3.溫度 連鎖反應期與過氧化物鍵結斷裂形成自由基之反應速率隨溫度升高而加快 可利用低溫儲藏預防
(二)內在因子
1.脂肪酸不飽和程度 氧化速率與雙鍵含量呈正比 可氫化減少不飽和度
2.水分 氧化速率與水分呈正比 Aw 約0.3時，可延緩
3.催化劑 二價金屬離子(如鐵、銅)為助氧劑 可添加螯合劑(如檸檬酸、EDTA)抑制
4.酵素 如脂氧合酶(Lox)催化脂質氧化 可利用殺菁(blanching)使酵素失活
5.抗氧化劑 作為氫離子提供者及自由基接受者，延緩並抑制油脂氧化作用 可加如維生素E、BHA、BHT、TBHQ
四、何謂固定化酵素？並說明有那些酵素固定的方法？（20 分）
(一)固定化酵素：
是以物理或化學方法，並且利用人工方式，將生物觸媒之酵素的移動性限制於固定化基質的操作。固定化後的生物觸媒之酵素仍具有固定化基質之物理特性，並維持其生物活性，可進一步提高原操作程序之效率。也就是說將酵素從水溶性的可活動性狀態，藉由人工修飾將其轉變為非水溶性的非活動狀態。
(二)酵素固定的方法：
1. 吸附法(Adsorption method)：生物觸媒經凡得瓦爾力、氫鍵、疏水性作用等作用，而附著於無機和有機載體表面。此法的材料主要有：澱粉、活性碳及矽膠等。
2. 共價鍵結法(Covalent binding method)：生物觸媒與載體間的聯結，可直接結合或透過間隔基(Spacer)結合，為某種單一鍵結方式的固定化技術。因此可固定化較複雜的胞器及完整細胞；因為須要許多位置的鍵結方能固定，而使得本方法較不適用。Spacer 可以適當的改變鍵長提供生物觸媒較大的移動性，所以有些情況下比直接結合者更具活性。其材料有：aminosilanized porous glass、CM-cellulose及sephadex-anthranyl ester 等。
3. 離子鍵結法(Ionic binding method)：生物觸媒與載體間的靜電吸引力而達到固定。此方法的材料主要有：DEAE-cellulose、TEAE-cellulose及cellulose-citrate等。
4. 架橋法或交聯法(Cross-linking method)：透過交聯劑(含有雙或參官能基)的幫忙，將酵素或細胞互相鍵結之，以生成不溶的高分子凝聚物。交聯法除了觸媒單獨結合之外，尚可利用與非活性分子的共交聯方式來增加載體的強度與酵素特性。其材料有：戊二醛、bisidazobenzidine 及toluene 等。
5. 包埋法(Entrapment method)：最常用的固定化方法。係利用高分子聚合物在形成凝膠時，將酵素或細胞包埋入由分子鏈交錯而成的網狀結構內部，通常為似膠狀的結構物。而此網狀結構的孔徑不可過大，以防止觸媒流失，並且為了滿足包埋生物觸媒的催化功能，故僅允許基質與產物通過。包埋法載體之外形，隨材料和用途而變動，可能是球形、圓柱狀、纖維狀和平板狀等。一般最常使用的是球形與纖維狀的載體。其材料有：海藻酸鈣、聚丙烯醯胺、明膠、膠原蛋白、洋菜、鹿藻膠等。
五、請畫出花青素的基本結構，並說明pH、金屬離子和其它類黃酮以及多酚物質對其顏色的影響。
(一)畫出花青素的基本結構：
1. 花青素乃是由花青素的配質與一個或多個糖分子所形成的配醣體(醣苷) (glycosides)，花青素具有類黃酮典型的C6─C3─C6的碳骨架結構，而花青素配質的基本結構則是2-苯基苯哌喃酮(2-phenyl-benzo-α-pyrylium, flavylium)，其結構如下圖。
2. 其中3’、4’、5’位置因有不同的取代基而分別為不同的配質，與其作用的單醣分子，目前主要有葡萄糖(glucose)、鼠李醣(rhamnose)、半乳糖(galactose)、木糖(xylose)、阿拉伯糖(arabinose)，而作用的位置主要是第3、第5、及第7位，一般作用的糖數不會超過三個，較少數在C7位上與花青素形成醣苷。
(二)說明pH、金屬離子和其它類黃酮以及多酚物質對其顏色的影響：
1. pH：
(1)pH值大於7時，花青素以藍色的醌式存在(quinoidal base)。
(2)pH介於4~ 5之間，花青素以無色的擬鹼式存在(carbinol pseudo-base)，並可互變成無色的查耳酮式(chalcone)，並有少量藍色的醌式與少量紅色的陽離子型存在，故呈紫色。
(3)pH值小於3時，花青素以紅色的陽離子型存在(flavylium cation)。
2. 金屬離子(共呈色)：花青素與金屬離子形成複合物存在於天然植物中，如鮮花的顏色比花青素鮮豔得多，就是因鮮花中一部分花青素與金屬離子形成複合物。在過去罐裝食品因罐內壁塗漆料不佳，浸蝕出來的金屬離子就常與花青素形成安定不可逆的複合物，多數情況下產生不良的深色。
3. 其它類黃酮以及多酚物質(縮合反應)：花青素本身，或與蛋白質、單寧、其他類黃酮和多醣之間能夠縮合。這種縮合可引起趨向紅色的反應並使吸光度增加，縮合物的穩定性也高於花青素，但也有一些縮合反應會導致褪色，如與甘胺酸乙酯(glycine ethyl ester)、根皮酚(phloroglucinol)、兒茶素(catechin)、抗壞血酸(ascorbic acid)形成無色的縮合物。
食品加工學
「實質轉型」係指利用該步驟中單元操作之手段，達成對於原物料發生重大物理或化學特性的改變，而賦予該產品特有之品質特性。試據以回答第一、二題：
梁十解析：改變型態、添加多樣副產品或是添加物的方式來寫，只要不是生的、有加工過的，照課本寫就好。
1. 法規內容：進口貨物原產地認定標準：貨品僅從事下列作業者，視為非實質轉型：
(1) 運送或儲存期間所必要之保存作業。
(2) 貨品為銷售或裝運所為之分類、分級、分裝、包裝、加作記號或重貼標籤等作業。
(3) 貨品之組合或混合作業，未使組合後或混合後之貨品與被組合或混合貨品之特性造成重大差異。
(4) 簡單之切割或簡易之接合、裝配或組裝等加工作業。
(5) 檢測、簡單之乾燥、稀釋或濃縮作業而未改變其性質。
2. 產品是否產生實質轉型的最終認定，仍須以主管機關裁定為主。
一、畫出從豬後腿肉生產具纖維狀咬感之「肉脯」的加工流程圖，選擇其中二個發生「實質轉型」步驟，詳細說明其單元操作對於該製品品質的核心加工轉型過程與變化原理。並說明在開發仿葷「素肉脯」時，該如何改採其他加工手段來達到模仿肌肉纖維組織與最終產品的纖維狀咬感之流程與變化原理
1. 肉脯加工流程圖：
原料肉 切塊(條) 醃漬 高溫焙炒 冷卻 金屬檢測 包裝 肉脯
(1) 原料肉：豬之瘦肉佳。
(2) 切塊(條)：把筋膜及肥肉去除，順著纖維切成長條形。
(3) 醃漬：以食鹽、糖、防腐劑、保色劑、磷酸鹽或色素，經調配後醃漬，並於7°C以下進行。
(4) 高溫焙炒：可用焙炒方式炒乾或是以烘烤方式進行，並可添加豆粉及麵粉作為填充料(不得超過煮熟原料肉重之15%)。此外，亦可利用食用豬油進行酥炒來改變口感。
(6) 冷卻：降低劣化反應。
(7) 金屬檢測：現行衛生單位著重HACCP，金屬異物防止也很重要。
(8) 包裝：一般袋裝，可會加入除氧劑(如鐵包)。包裝標示須符合進口貨物原產地認定標準及標示相關法規。
2. 兩個實質轉型步驟：
(1) 醃漬：
A. 過程：以食鹽、糖、防腐劑、保色劑、磷酸鹽或色素，經調配後醃漬，並於7°C以下進行。
B. 變化原理：經由醃漬，肉的組成分已改變，與原肉組成不同。
(2) 高溫焙炒：
A. 過程：高溫加熱方式，伴隨添加填充料，亦或加入豬油酥炒。
B. 變化原理：經高溫處理，原料肉蛋白質變性，與原肉狀態不同；另填充料的添加也改變購買的原肉組成分；此外，梅納反應產生獨特色、香、味，也與原料有所差異。
3. 素肉脯：
(1) 加工流程：
黃豆 萃取 脫脂大豆 鹼萃取 離心 上清液 酸萃取 離心 沉澱物 乾燥 大豆分離蛋白 蒸煮擠壓機 纖維狀大豆蛋白 混和攪拌 整形 素肉脯
(2) 模仿肌肉纖維組織與最終產品的纖維狀咬感之流程與變化原理：
A. 大豆分離蛋白：
a. 萃取：將油脂分離。
b. 鹼萃取：溶解蛋白質。
c. 酸沉澱：使蛋白質凝聚。
d. 乾燥：可利用噴霧乾燥，獲得大豆分離蛋白粉末。
B. 大豆蛋白分離物溶解於pH9.0以上的鹼液，從具很多小孔的紡嘴擠出於含有食鹽的醋酸溶液中，即凝固成為纖維狀。
C. 蒸煮擠壓機：大豆蛋白分離物以擠出方式，自高溫高壓處噴出於常壓時，所成形之多孔質製品，也具有與肉相似的質地及咀嚼性，富於保水性、保脂性，可當作畜肉製品的增量劑，品質改良劑，與絞肉混合，用於肉品的製造。
D 混和攪拌：纖維狀蛋白以卵白、澱粉、膠等黏性物質黏結在一起，整形後，經著色、著香等處理，即製成類似畜肉的製品。
E. 經由上述操作，成品(素肉脯)已經與原料黃豆有相當稱度改變，符合實質轉型定義，且達到模仿肌肉纖維組織與最終產品的纖維狀咬感。
二、畫出從麵粉生產吐司麵包的加工流程圖，選擇其中二個發生「實質轉型」步驟，詳細說明其單元操作對於該製品品質的核心加工轉型過程與變化原理。同時，在此二個步驟中，選擇一個能導入遠端製程監控的步驟，具體說明其執行監控的方式，並比較其與傳統品質監控方法的差異
1. 麵粉生產吐司麵包加工流程圖：
麵粉 秤重 篩別 混和攪拌 麵團 基本發酵 翻麵 延續發酵 分割滾圓 中間發酵 整形 最後發酵 烘焙 出爐 吐司麵包
(1) 主原料：
A. 麵粉：使用高筋為多，有時亦部分使用中筋，其作用為：提供彈性及延展性、使麵包具多孔質的膨大狀態。
B. 酵母：Saccharomyces cerevisiae。其作用為賦予風味、產CO2而膨脹(糖化作用)。
C. 食鹽：使用量為麵粉的2~3%。可增進風味與口感與調節發酵。
(2) 副原料：
A. 砂糖：使用量一般為2~5%。為酵母的營養成分，且具吸濕功能，能使麵糰柔軟，並與麵包的膨鬆、香味、甜味及色澤有關。
B. 油脂：一般使用酥油，使用量約為麵粉的2~3%。可增加彈性、防止老化、增加光澤風味、增加保存性。
C. 蛋：蛋黃為天然的著色劑、乳化劑、凝結劑及彭大劑。
(3) 攪拌：保持在25~30℃溫度下完成攪拌，通常先加水，當麵粉吸水後再添加油。
(4) 發酵：
A. 基本發酵：28℃、75~80% RH下進行發酵約二小時，溫度太高、太低均影響麵包品質。
B. 延續發酵：28℃、75~80% RH，30~50分鐘。
C. 中間發酵：俗稱醒麵，將麵糰分割滾圓，放在箱內鬆弛30℃、75~85% RH，5~15分鐘。
D. 最後發酵：將麵包整形、裝盤，移入發酵室(32~37℃。85~90 % RH)，作烤焙前的發酵。
(5) 烤(烘)焙：約200℃，烤焙約20~30分，烘焙過程之變化有香味生成、色澤生成、體積膨脹、殺死殘留酵母、澱粉產生糊精化。
2. 兩個實質轉型步驟：
(1) 混和攪拌與發酵：
A. 過程：以麵粉當作100%，混和不同比例食鹽、糖、油脂、蛋，與酵母，隨後進行適當發酵。
B. 變化原理：經由混和添加後，麵粉的組成分已改變，與原組成不同；且經適當發酵後，成品風味與口感也隨之改變。
(2) 高溫烤(烘)焙：
A. 過程：約200℃，烤焙約20~30分。
B. 變化原理：烘焙過程之變化有香味生成、色澤生成、體積膨脹、殺死殘留酵母、澱粉產生糊精化。
3. 一個能導入遠端製程監控的步驟：發酵。因發酵步驟較多，且溫、溼度會隨氣候改變；此外，發酵需要時間，無法長時間人為監控。利用實驗獲得標準化製程，以確保品質穩定。
(1) 監控方式：
A. 溫度：利用熱電偶溫度計監控發酵空間中心溫度。
B. 濕度：利用溼度計監控發酵空間濕度。
C. 條件為：
a. 基本發酵：28℃、75~80% RH，約2小時。
b. 延續發酵：28℃、75~80% RH，30~50分鐘。
C. 中間發酵：30℃、75~85% RH，5~15分鐘。
D. 最後發酵： 32~37℃。85~90 % RH。
(2) 與傳統品質監控方法的差異：傳統品質監控受人為因素影響較大，工時較長且人員管控會影響成品品質。透過遠端製程監控，可減少因人為原因影響的品質問題。
三、根據最新調查，食品產業管理的四大趨勢為永續、綠能、安全與智能。請說明下列名詞之意涵(含基本原理原則)，並分別選擇與上述四大趨勢中，關聯性最大之二個趨勢，詳述其如何能滿足該二趨勢之原因，並應至少包括一個應用實例。(每小題10分，共50分)
(一) 欄柵技術(hurdle technology)
(二) 採收後處理(post-harvest handling)
(三) 保存期限試驗(shelf-life test)
(四) 潔淨標章(clean label)
(五) 食品追蹤追溯(food traceability)
梁十解析：專有名詞，照課本寫就好。食品基本上都要寫到安全。
1. 永續：為降低對環境的衝擊。包括：友善耕作、少添加物、低碳蔬食、本土生產與資源循環。(延長儲存期限)
2. 綠能：潔淨能源，降低二氧化碳排放。
3. 安全：須符合衛生標準，其中以降低微生物生長最為重要。(食安)
4. 智能：自動監控器(用到機械設備都算)。
(一) 欄柵技術
1. 名詞之意涵：利用兩種或以上方法降低微生物之生長；在食品保藏時，將幾個處理系統組合，則可避免單一處理條件較劇烈而傷害到製品的品質。
2. 關聯性最大之二個趨勢：
(1) 安全：利用物理性柵欄(照射、包裝…等)、物理化學柵欄(pH值、氧化還原電位…等)、微生物柵欄(有益的優勢菌、抗菌素…等)或其他柵欄(幾丁聚醣、氯化物…等)，組成多重抑菌因子，防止病原菌及部分腐敗菌生長，達到衛生標準。
(2) 永續：透過上述因子，可延長保存期限，並降低添加物的使用量，亦可降低能源的使用，減少環境衝擊。
3. 應用實例：罐頭食品，酸類之添加如果考慮到適口性，可能無法達到殺滅所有微生物之目的，因此需配合加熱殺菌，或是加鹽、糖等來提高對微生物的抑制效果。
(二) 採收後處理
1. 名詞之意涵：農產品經採收後，進入到食品供應鏈之前所做的處理，主要為延長生鮮狀態，如將蔬菜、水果、草花等以生鮮狀態在低溫、低壓(真空)、高濕、固定換氣的條件下保存。
2. 關聯性最大之二個趨勢：
(1) 永續：友善耕作及本土生產，經由實驗獲得最佳參數，進行延長保存期限，降低廢棄物的產生。
(2) 智能：利用溫、溼度控制器或是氣體組成控制器達到監控效果。
3. 應用實例：生鮮農產品之真空貯藏：
低溫 抑制蔬菜、水果的呼吸作用。
換氣 簡單地將蔬菜、水果維持於最適當的氣體濃度。
減壓 抑制蔬菜、水果的呼吸作用
將蔬菜、水果的乙烯(ethylene)排出，以抑制催熟
抑制黴菌、細菌的繁殖。
高濕 防止蔬菜、水果的重量減輕。
(三) 保存期限試驗
1. 名詞之意涵：食品在儲存期間會因不同程度之劣化反應而降低其感官性、營養價值、安全性以及美學上的吸引力等。可利用品質劣化之反應動力及活化能的分析加工食品品質劣化反應的反應速率常數及活化能，以訂定產品之保存期限；此外，需參考衛生福利部食品藥物管理屬公告之市售包裝食品有效日期評估指引，利用微生物學分析、感官品評、物理及化學分析或是成分分析來評估保存期限。
2. 關聯性最大之二個趨勢：
(1) 永續：保存期限測試可降低食品廢棄物產生，在保存期限前能夠消耗完畢。
(2) 智能：透過設備監控溫度、時間與耐受性(TTT concept)；或是利用設備快速評估，可降低人為誤差。
3. 應用實例：冷凍蒲燒鰻，若保存期限訂為兩年，需在0、6個月、1年、一年半、兩年(最好是往後多一個監測時間，兩年半)，進行三重複試驗；微生物學分析(主要)、感官品評、物理及化學分析或是成分分析來推算保存期限。
(四) 潔淨標章
1. 名詞之意涵：潔淨標章概念起緣於歐盟，於2011年在英國發行標章，目的是在推動，於加工食品中減少使用人工化學合成的添加物。由於食品添加物在保藏與口感上影響較大，所以不加入食品添加物，需要更新生產製程(如殺菌的新技術)，連包材部分也需要更新(如更能保持風味的包材)。
2. 關聯性最大之二個趨勢：
(1) 永續：減少食品添加物使用即永續的範疇。
(2) 安全：雖然有食品添加物使用範圍及限量暨規格標準規定，應不致超過攝取量，但食品添加物食用過量會有食品安全疑慮，減量使用較為健康。
3. 應用實例：冰淇淋，以大豆卵磷脂取代常用的乳化劑
(五) 食品追蹤追溯
1. 名詞之意涵：在生產、處理、加工、流通、販售等過程，完整記錄相關資訊及管理。
2. 關聯性最大之二個趨勢：
(1) 安全：當食安事件發生時，可追蹤食品流向(物流流通業者及行銷通路)，並可追溯原料生產者及製造工廠，防止食安事件擴大，影響消費者健康。
(2) 智能：透過編碼或是政府建構的追蹤追溯系統，可快速查詢食品流向。
3. 應用實例：農產品產銷履歷，透過「臺灣良好農業規範(TGAP)」的實施、驗證以及「履歷追溯體系」的建立，來追蹤農產品生產至末端銷售完成的履歷過程，在這個制度下所有產銷資訊是公開的、透明的及可追溯的，可追蹤食品安全，讓消費者能對購買的產品產生信賴，它不僅僅追蹤產品本身，也包括瞭解農產的生產者、負責集貨與分級的集貨社場、物流流通業者及行銷通路等過程。
食品衛生安全與法規
一、國內某農場生產水梨一批外銷，發生「農藥」殘留量（residue）過高，被要求退貨、賠償，請回答下列問題：
(一)何謂農藥殘留量？每日攝取容許量（ADI）？
(二)人體內殘留農藥可能途徑？對體內有何影響？
(三)農藥殘留量之檢驗流程？殘留農藥單位？
(四)如何降低農藥殘留量，以增加安全性？
(一)何謂農藥殘留量？每日攝取容許量（ADI）？
1. 農藥殘留量：農藥本身及其代謝物於蔬果或轉移至其他動物的殘留量，蔬果中的農藥殘留量應符合「農藥殘留容許量標準」(111.5.25)，動物中的農藥殘留量應符合「動物產品中農藥殘留容許量標準」(111.4.19)。
2. 每日攝取容許量（ADI）：存在飲食中的某種物質，供人體長期攝食，不致引起任何急性或慢性有害作用的濃度或使用量，稱為人體對該物質的每日容許攝取量。由無作用量(NOEL)÷安全係數=ADI。
(二)人體內殘留農藥可能途徑？對體內有何影響？
1. 人體內殘留農藥可能途徑：
(1)農藥直接或間接污染了水源、土壤，水中的浮游生物和魚貝類便也間接受到汙染，長在土壤的蔬果作物也會從土壤中吸收到這些汙染的農藥。當人類撈食海中魚貝類，或摘食蔬果，或以作物再去飼養家畜而人類再以這些家畜為食物，均會將農藥攝食到體內。
(2)農藥直接噴灑在作物上，過量而殘留於作物表面或內部，再經由人攝入。
2. 體內影響：氨基甲酸鹽類與有機磷類之農藥會與體內的乙醯膽鹼酯酶(acetyl cholinesterase)結合，使乙醯膽鹼無法被水解；而過多的乙醯膽鹼刺激神經，造成中樞及自主神經過度反應，甚而無法執行原有的功能。最後導致嘔吐、腹痛、腹瀉、頭痛、行動困難、呼吸困難等。
(三)農藥殘留量之檢驗流程？殘留農藥單位？
1. 農藥殘留量之檢驗流程：
QuEChERS配合LC/MS/MS檢測食品中殘留農藥-多重殘留分析方法：
(1)前處理：以QuEChERS方法進行樣品中農藥之均質、萃取、淨化。
(2)液相層析串聯質譜儀(LC/MS/MS)：
a. 液相層析(LC)：分離待測成份，提供純度99%↑的純物質進入MS/MS。
b. 串聯質譜儀(MS/MS)：經電灑離子化法(ESI)形成正電荷離子碎片再經四極柱質量分析器，最後形成質譜圖，以用來定性與定量。
2. 殘留農藥單位：百萬分率(parts per million, ppm)
(四)如何降低農藥殘留量，以增加安全性？
1. 外表：
(1)「金玉其外，敗絮其中」，現在農藥安全如此嚴重與消費大眾偏好蔬果漂亮的外表有很大關係。農民為怕留有蟲害痕跡之蔬果賣不出去，便大量噴灑農藥早成蔬果雖外型姣好，但含農藥也比較多。所以選購時不必太注重外表有無蟲孔，反而有蟲孔者表示農藥噴灑得較少、較安全。
(2)儘量選購可去皮之蔬果，例如胡瓜、南瓜、蘿蔔。
2. 多元化選購：不要向一家菜販長時間固定購買，應偶爾輪流更換，以免持續吃到同一來源產地所用之農藥，造成大量農藥在體內迅速累積。同時，蔬果的樣式也應時常變換，除了家人吃了不會厭膩外，也讓身體有充足時間代謝食入之農藥，避免累積。可挑選抗蟲力較強，較不需大量噴灑農藥之蔬菜，如萵苣、甘藷菜、吉康菜、紅鳳葉、佛手瓜等。
3. 選購時令蔬果：當季的蔬果由於正是盛產期，農民較不需要多噴灑農藥；特別注意颱風過後菜價上揚時，農民為搶收穫囤積，均有提早採收及加倍用藥情形，買後應充分以自來水多沖洗幾次。此外，採收第一次後需要過一段時間才可在採收之蔬果，如菜豆、四季豆、小黃瓜等，為避免尚未採收之蔬果受到蟲害啃蝕，均會持續噴灑農藥，以致殘留農藥機會也比較大，宜注意清洗。
4. 購買信譽良好蔬果：
(1)選擇「產銷履歷農產品(Traceable Agriculture Product, TAP)」認證蔬果，代表有完整的生產履歷與農藥殘留檢驗合格。
(2)選擇「台灣優良農產品(Certified Agricultural Standards, CAS)」認證蔬果，代表農藥檢驗合格。
(3)選擇「台灣有機農產品(CAS ORGANIC)」認證蔬果，代表不使用化學肥料、農藥。
5. 蔬果之清洗：
(1)包菜葉類：如包心菜、(甘藍菜、高麗菜)等，應先除去外葉，再將每片葉片分別剝開，浸泡數分鐘後，再以水仔細沖洗。
(2)小葉菜類：如青江菜、小白菜等，應先將近根處切除，把葉片分開，以流水仔細沖洗(特別注意接近根蒂的部分的清洗)。
(3)去皮類的水果：如荔枝、柑橘、木瓜等可用軟毛刷以流水輕輕刷洗(即使是香蕉也應洗過再剝皮)後，再去皮食用。
(4)不需去皮的水果：如葡萄(先用剪刀剪除根莖，不要用拔的)、小番茄可先浸泡數分鐘再用流水清洗。草莓則可用濾籃先在水龍頭下沖洗一遍、再浸泡五至十分鐘後，再以流水逐顆沖洗
二、近年食品包裝材料及各式清潔劑，常造成人類飲食安全及生理受威脅，請回答下列問題：
(一)何謂環境荷爾蒙（environmental hormones）？其來源為何？
(二)請寫出壬基苯酚（nonylphenol, NP）結構式，及其對人類生理及安全有何影響？
(三)我國「食品器具容器包裝衛生標準」第5條規定，為何禁止嬰幼兒奶瓶使用含雙酚A（Bisphenol A）之塑膠材質？
(一)環境荷爾蒙（environmental hormones）及來源：
1. 環境荷爾蒙：是泛指被稱為「環境來的內分泌干擾物質」的一些人工合成化學物質。戴奧辛會使男性荷爾蒙減少現象、生殖力降低；雙酚A(Bisphenol A)具雌性激素效力；聚氯乙烯(PVC)高熱使塑化劑(DEHA、DEHP)釋出，使男性精蟲數目跟品質會受影響。非法起雲劑之塑化劑(DEHP)使男性陰莖短小而不孕。
2. 來源：環境汙染(廢氣汙染空氣、廢水汙染土壤及水源)、非法農藥的使用(如DDT)、工業合成使用(如多氯聯苯、壬基苯酚、雙酚A、塑化劑：DEHP)等。
(二)壬基苯酚（nonylphenol, NP）結構式，及其對人類生理及安全的影響：
1. 結構式：為工業合成，產製清潔劑原料，屬於第一類毒性化學物質
2. 人類生理及安全的影響：屬於環境荷爾蒙
(1)男性精子不正常、活性減弱、數目減少。
(2)男性男性陰莖短小而不孕。
(3)女性性早熟、致癌。
(三)我國「食品器具容器包裝衛生標準」第5條規定，為何禁止嬰幼兒奶瓶使用含雙酚A（Bisphenol A）之塑膠材質？（5 分）
1. 因為雙酚A本身即為環境荷爾蒙，會影響嬰幼兒未來之性特徵發育。
2. 食品器具容器包裝衛生標準(102.8.20)：
第五條：嬰幼兒奶瓶不得使用含雙酚A (Bisphenol A)之塑膠材質。
3. 聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)：耐高溫(熔點158~159 ℃)，為安全性最高之材質(物理抗性強)，價錢貴是其缺點，食品容器較少用。環保署認定運動水壺等塑膠容器材質PC中常見成分雙酚A (Bisphenol A, BPA)，會干擾動物體內的內分泌(雌性激素效力)，為具有環境荷爾蒙特性化學物質，2009年七月正式公告雙酚A為第四類毒化物，廠商不僅進口要申報，衛生單位也須配合訂定食品容器殘留檢驗標準。
三、衛生福利部自110 年元月起之食品管理新制―我國食品標示有三項新規定，請分別列出項目、內容、注意事項。又新標示規定對食品安全、國民營養及健康有何影響？
110年元月起，食品管理新制上路-標示篇！ 【發布日期：2021-01-06】
我國食品標示規定，自110年1月1日起，有新措施要上路囉！包括「農畜禽散裝食品原產地標示」、「包裝食品、散裝食品及直接供飲食場所供應食品之豬原料原產地標示」及「現場調製飲料標示」，衛生福利部食品藥物管理署(下稱食藥署)重點說明如下：
(一)我國食品標示有三項新規定之項目、內容、注意事項：
1. 農畜禽散裝食品原產地標示：
「未具公司登記或商業登記」食品販售業者(即所有的食品販賣業者)，自110年1月1日起，若販售散裝食品時，應標示「原產地(國)」，包括販售生鮮、冷藏、冷凍、脫水、乾燥、碾碎、研磨、簡單切割之花生、紅豆、黑豆、黃豆、蕎麥、香菇、茶葉、紅棗、枸杞子、杭菊、雞、豬、羊、牛等20項散裝食品。
2. 包裝食品、散裝食品及直接供飲食場所供應食品之豬原料原產地標示：
不論是包裝食品、散裝食品或直接供應飲食場所供應的食品，自110年1月1日起所產製含有豬或豬可食部位原料的食品，都應依規定標示豬肉及豬可食部位原料之原產地(國)。
3. 現場調製飲料標示：
為揭露市售現場調製飲料的標示訊息，提供消費者明確的資訊，修正「現場調製飲料標示規定」，自110年1月1日起實施。
(1)將現行添加糖量及該糖量所含熱量之標示，修正為「應標示該杯飲料總糖量及總熱量，並得以最高值表示之」。例如：珍珠椰果奶茶應標示該杯之總糖量及總熱量，包含所有原料及配料。
(2)咖啡飲料的總咖啡因含量標示方式，除原訂以紅黃綠標示區分外，也可以用「最高值」表示。例如：熱美式咖啡（總咖啡因含量最高值：300毫克）。
(3)新增果蔬汁含量未達10%者，品名應標示為「○○飲料」或等同意義字樣，更明確果蔬飲料之標示。例如：柳橙原汁未達10%，品名不得標示「柳橙汁」，應標示「柳橙飲料」或等同意義字樣。
(二)新標示規定對食品安全、國民營養及健康之影響：
食藥署為食品衛生安全主管機關，一直以來皆以民眾飲食衛生安全列為優先考量，未來也一定持續為國民健康把關。同時，也再次重申，食品業者應依食品安全衛生管理法(下稱食安法)善盡自主管理責任，切勿觸法。如有查獲食品業者或產品違反前述相關規定，得依食安法處辦，共維食安。
四、「新冠肺炎疫情」―有關自主衛生管理中「清潔」、「消毒」是專有名詞及專業知識，為確保飲食環境、器具及手部清潔安全，常使用清潔劑，請回答下列問題：
(一)次氯酸鈉（SodiumHypochlorite）之殺菌原理？有效氯定義？pH有何影響？次氯酸鈉溶液（有效氯4-6%）用於醫療（法定傳染病）消毒，可稀釋倍數？有效氯ppm？殺菌所需時間？又用於蔬菜、水果清潔之稀釋倍數？有效氯ppm？殺菌所需時間？
(二)過氧化氫（H2O2）之殺菌原理？如何提升食用安全性？
(三)手部酒精消毒應使用多少%酒精？為什麼？
(一)次氯酸鈉（SodiumHypochlorite）之殺菌原理？有效氯定義？pH有何影響？次氯酸鈉溶液（有效氯4-6%）用於醫療（法定傳染病）消毒，可稀釋倍數？有效氯ppm？殺菌所需時間？又用於蔬菜、水果清潔之稀釋倍數？有效氯ppm？殺菌所需時間？
1. 次氯酸鈉（SodiumHypochlorite）之殺菌原理：
(1)次氯酸鈉(NaOCl)和水作用產生NaOH及HOCl；HOCl會解離成H+及OCl-，OCl-會再解離成[O]及Cl-，其中OCl-、[O]及Cl-具有抗菌作用。
(2)機制：未解離次氯酸(HOCl)進入細胞中解離成[O]及Cl-：
a. [O]和葡萄糖代謝過程中帶有-SH基之酵素反應，使失去活性。
b. Cl-會傷害細胞膜而影響穿透性或使DNA中之purine及pyrimidine作用產生突變，造成微生物死亡。
2. 有效氯定義：或稱有效餘氯
有效餘氯係指水經加氯或氯化合物消毒處理後，仍存在之有效剩餘氯量。其包括自由有效餘氯及結合有效餘氯：
(1)自由有效餘氯：指以次氯酸(hypochlorous acid)或次氯酸根離子(hypochlorousion)存在之有效餘氯。
(2)結合有效餘氯：指以一氯胺(monochloramine)、二氯胺(dichloramine)存在之有效餘氯。
3. pH之影響：
(1)pH越低，可保留越多次氯酸(進入細胞的形式)而不解離，殺菌效果越好。
(2)pH越高，可保留越少次氯酸(進入細胞的形式)而解離，殺菌效果越差。
4. 次氯酸鈉溶液（有效氯4-6%）用於醫療（法定傳染病）消毒，可稀釋倍數、有效氯ppm及殺菌所需時間：
(1)可稀釋倍數：40(4%)~60(6%)倍。(4%=40000 ppm、6%=60000 ppm)
(2)有效氯ppm：1000 ppm。(500 ppm也可)
(3)殺菌所需時間：10分鐘以上。
5. 用於蔬菜、水果清潔之稀釋倍數、有效氯ppm及殺菌所需時間：
(1)可稀釋倍數：400(4%)~600(6%)倍。(4%=40000 ppm、6%=60000 ppm)
(2)有效氯ppm：100 ppm以下。
(3)殺菌所需時間：2分鐘以上。
(二)過氧化氫（H2O2）之殺菌原理？如何提升食用安全性？
1. 殺菌原理：過氧化氫分解出可分解出新生氧[O]，屬一種活性氧與自由基，攻擊細胞，使細胞膜破裂、蛋白質(酵素)變性、DNA突變等而死亡\。
2. 提升食用安全性：
(1)食用前先泡水，使過氧化氫溶於水而去除。
(2)食用前徹底加熱，使過氧化氫分解。
(三)手部酒精消毒應使用多少%酒精？為什麼？
1. 使用酒精%：70~75%。
2. 原因：此濃度酒精可慢慢穿越細胞壁及細胞膜到達細胞質使菌內的蛋白質及酵素變性為主要的殺菌原理，但使用高濃度(大於75%)的酒精將立即使細胞脫水，酒精無法進入細胞內反使菌體呈穩定態；而使用低濃度(小於70%)的酒精，雖可以穿越細胞壁及細胞膜到達細胞質，但酒精濃度不足以使菌內的蛋白質及酵素完全變性。
五、帶殼花生（乾燥）常發生長黴，甚至產生毒素中毒事件，請回答下列問題：
（每小題5 分，共20 分）
(一)花生常發生之黴菌毒素為何種毒素？常見之菌種為何？
(二)黴菌毒素常見之肝毒素（hepatotoxin）及致癌性的食品安全性為何？
(三)黴菌毒素生成之影響因素及防止方法為何？
(四)常見黴菌毒素之測定方法為何？
(一)花生常發生之黴菌毒素為何種毒素？常見之菌種為何？
1. 毒素：黃麴毒素(aflatoxin)。
2. 菌種：黃麴菌(Aspergillus flavus)、寄生麴菌(Aspergillus parasiticus)。
(二)黴菌毒素常見之肝毒素（hepatotoxin）及致癌性的食品安全性為何？
黃麴毒素以B1最毒，攝取後先作用於腸道，再經由腸道吸收，經由血液到達肝臟，會與肝細胞之粒線體DNA結合，而產生病變使致癌(為一級致癌物) (IARC 1)，最後導致嘔吐、腹痛、腹瀉、精神不濟、黃疸、肝腫大、肝癌。
(三)黴菌毒素生成之影響因素及防止方法為何？
1. 生成之影響因素：
(1)水分：越高，越易使黴菌生長而生成。
(2)相對溼度：越高，食品越易吸水，使水分越高，越易使黴菌生長而生成。
(3)溫度：接近室溫(25℃)，越易使黴菌生長而生成。
(4)氧氣：越高，越易使黴菌生長而生成。
(5)抑菌物質：沒有抑菌物質，越易使黴菌生長而生成。
(6)穀物破損程度：破損越多，越易使黴菌生長而生成。
2. 防止方法：
(1)調食品水分含量＜13 % (Aw＜0.80)。
(2)調相對溼度＜70 %。
(3)冷藏、冷凍。
(4)厭氧、真空、充氮包裝。
(5)加抗黴防腐劑，如己二烯酸。
(6)減少穀物外殼(皮)破損。
(四)常見黴菌毒素之測定方法為何？
1. 均質。
2. 有機溶劑萃取。
3. 免疫親和管分離純化、過濾。
4. HPLC+螢光偵測器檢測。
食品分析與檢驗
一、溶液配製與稀釋：
(一)如何由濃HCl（密度= 1.2、濃度= 37%wt/wt）配置500 mL 的2N HCl？
(二)如何由0.2% w/v NaCl 原液稀釋配置0.1, 0.04, 0.02, 0.01, 0.002% w/v的5 種標準溶液各1 mL？
一)配製：(用濃鹽酸為12 N、N1 × V1 = N2 × V2算出來會不準)
1. 解一：
N1 × V1 = N2 × V2；100 (g)濃HCl溶液(37%wt/wt)有37(g) HCl；D = M/V。
2. 解二：
假設需要X (g)的HCl；D = MV；濃度1 × 體積1 = 濃度2 × 體積2。
100% (wt/wt %)× 30.42 (mL) = 37% (wt/wt %) × V2，V2 = 82.21 (mL)。
取37%wt/wt濃HCl 82.21 mL緩緩加入含250 ml蒸餾水之燒杯中，混合均均後，注意溫度降回常溫後，再倒入500 mL的定量瓶內，並以少許的蒸餾水清洗燒杯及漏斗等沾有鹽酸溶液器具，最後將體積定量成500 mL，即為2 N HCl溶液500 mL。
(二)稀釋配置：濃度1 × 體積1 = 濃度2 × 體積2
二、蜂蜜為糖類含量高的天然產品，其水分含量依中華民國國家標準（CNS）規定需小於20%，請分別敘述利用常壓乾燥法（Forced draft ovenmethod）及減壓乾燥法（Vacuum oven method）測定蜂蜜水分含量的原理和操作流程，並比較其優缺點
(一)常壓乾燥法（Forced draft ovenmethod）的原理、操作流程、優缺點：
1. 原理：利用一般烘箱，在常壓(1 atm)，105 ℃ ± 5 ℃下將食物中之水分汽化成水蒸汽而消失於大氣層中。食品烘乾後，置於乾燥皿中冷卻至室溫，稱得之重量，與未烘乾前之重量相減，所得之差值即為之水分含量。
2. 操作流程：
(1)秤量瓶預先烘乾，放入乾燥皿中冷卻後秤重(W0)，紀錄瓶與蓋之號碼。
(2)秤取粉狀樣品約1 g，放入秤量瓶，紀錄重量(W1)，放入預溫至105 ℃之烘箱中烘2小時。
(3)取出，並放入乾燥皿中冷卻至室溫，秤重(W2)。
(4)樣品再放入烘箱中烘30分鐘，取出，放入乾燥皿中冷卻，秤重(W3)。
(5)重複步驟(4)，直到前後二次加熱乾燥，其重量差小於1 mg，達恆重，即可結束得到最後重量(Wn)。
6)計算公式：W1-Wn/W1-W0 ×100%
W0：秤量瓶淨重
W1：樣品+秤量瓶重
Wn：乾燥達恆重時樣品+秤量瓶重
3. 優缺點：
(1)優點：
a. 廣為學術認可的方法。
b. 最常用的方法。
c. 方法簡單，費用便宜。
(2)缺點：
a. 費時。
b. 易揮發之成分會損失(如香氣成分)，增加不準度。
c. 熱敏感性物質會破壞(易梅納褐變、焦糖化之樣品)。
(二)減壓乾燥法（Vacuum oven method）的原理、操作流程、優缺點：
1. 原理：利用真空烘箱，在小於常壓(1 atm)下，水的沸點降低，可於100℃以下，將食物中之水分汽化成水蒸汽而消失於大氣層中。食品烘乾後，置於乾燥皿中冷卻至室溫，稱得之重量，與未烘乾前之重量相減，所得之差值即為之水分含量。適用於含香氣、熱敏感性(易梅納褐變、焦糖化)的食品。
2. 操作流程：
(1)將秤量瓶洗淨、加熱乾燥(105℃)至恆量，冷卻後秤重。
(2)加入已經過前處理的樣品後並精秤，接著放入真空乾燥箱中。
(3)依照樣品種類，選擇適當之真空度、乾燥溫度及乾燥時間(查表)。真空度一般需低於50 mmHg(＜25 mmHg較佳)；乾燥溫度一般為70~100℃，食物中若含有高濃度果糖，則加熱溫度以＜70℃較佳。
(4)乾燥完成後，通入預先已經由濃硫酸（強力乾燥劑）乾燥的空氣，使真空乾燥箱恢復正常壓力。
(5)將秤量瓶取出後再放入玻璃乾燥器冷卻至室溫，再精秤樣品。
(6)將樣品依照種類的不同繼續乾燥數小時，冷卻後精秤，重複上述步驟直到樣品重量達到恆重。
(7)計算公式：W1-Wn/W1-W0 ×100%
W0：秤量瓶淨重
W1：樣品+秤量瓶重
Wn：乾燥達恆重時樣品+秤量瓶重
3. 優缺點：
(1)優點：
a. 廣為學術認可的方法。
b. 與常壓乾燥法比，易揮發之成分損失較少(如香氣成分)，較準確。
c. 與常壓乾燥法比，熱敏感性物質破壞較少(易梅納褐變、焦糖化之樣品)。
(2)缺點：
a. 與常壓乾燥法比，需抽真空達一定壓力，實驗時間更久。
b. 與常壓乾燥法比，設備較貴。
c. 與常壓乾燥法比，設備較耗電(抽真空同時加熱)。
三、二氧化硫常用於傳統食品製造作為漂白劑，請詳述以中和滴定法檢驗其含量之原理、檢液之調製和含量測定
(一)原理：
本實驗乃利用亞硫酸鹽在酸性條件下加熱，會蒸出SO2，經過氧化氫(H2O2)吸收氧化成硫酸(H2SO4)(反應式(1))，再以標準鹼液(NaOH)滴定定量，滴定反應如反應式(2)，2莫耳NaOH可以作用1莫耳SO2，由0.01 N NaOH消耗體積可以算出SO2含量。
NaHSO3→SO2
SO2 + H2O2→ H2SO4 (1)
2 NaOH + H2SO4 → 2H2O + Na2SO4…(2)
(二)檢液之調製和含量測定：
1. 樣品處理(檢液之調製)：現切薑絲樣品剪碎，精稱0.5~ 1 g (Ws)，加蒸餾水20 mL混均，再加入乙醇2 mL，聚矽酮油(消泡劑) 2滴及25 % H3PO4溶液10 mL，置入100 mL圓底燒瓶(A)内。
2. 接收液(梨型燒瓶)：加入0.3 % H2O2 10 mL、混合指示劑三滴(偏酸性溶液呈紫色)，再加入0.01 N NaOH溶液1~ 2滴，使溶液呈橄欖綠色(偏鹼性，可確認是否樣品有產生SO2，實驗後樣品產生SO2和H2O2反應形成H2SO4，會再變成紫色)，置入梨型燒瓶(B)中作接收液。
3. 蒸餾：調整氮氣流速於0.5~ 0.7升/分鐘通過A瓶，並以微細火焰加熱進行蒸餾，蒸出液收集至B瓶，約10分鐘後，B瓶溶液呈紫色，B瓶收集液作為檢液。
4. 滴定：全部檢液以0.01 N NaOH溶液滴定至呈橄欖綠色。
5. 另以與樣品等重之蒸餾水取代現切薑絲樣品，重覆1~ 4步驟做空白試驗。
6. 計算SO2之含量(每滴0.01N NaOH 1 mL相當於含有SO2 0.32 mg)
四、請敘述下列分析方法的測定原理及應用。
(一)凱氏定氮法（Kjeldahl Method）
(二)貝氏法（Babcock method）
(三)薄層層析法（Thin layer chromatography）
(四)感應耦合電漿質譜法（Inductively coupled plasma mass spectrometry）
(一)凱氏定氮法（Kjeldahl Method）：以半微量為例
1. 原理：
(1)分解：將樣本中的蛋白質等含氮物質，藉由濃硫酸與催化劑，以高溫(約400℃)，釋出於溶液而產生(NH4)2SO4。
(2)蒸餾：將分解瓶內的含氮物質，藉由40 % NaOH及熱蒸氣，以NH3型式轉移至收集瓶內(以H2SO4接收產生(NH4)2SO4)。
(3)滴定：含氮物質(NH3)，會與收集瓶內的酸(H2SO4)作用，而消耗酸的總量，以NaOH滴定剩下來的酸，就可了解NH3消耗了多少的酸；空白試驗，因為沒有消耗酸，所以滴定量會比較高，與樣本的滴定量相減(反滴定法)，就可以知道含氮物質消耗了多少的酸。
2. 應用：一般食品粗蛋白測定，如乳製品、豆製品、肉製品等。
(二)貝氏法（Babcock method）：
1. 原理：牛乳或乳製品中的脂質，是由蛋白質、卵磷脂等物質形成乳化狀態，故可利用硫酸破壞此一乳化狀態，再離心使脂質游離出來後，再加入水使脂質上浮至貝氏乳脂瓶的刻度部分，再以容量法測定即可。
2. 應用：測定牛乳或乳製品的乳脂肪含量。
(三)薄層層析法（Thin layer chromatography）：
1. 原理：以氧化鋁(alumina)、矽膠(silica gel)等吸附劑在玻璃板上塗成薄層層析板當作固定相，而以有機溶劑為移動相，樣品成分依吸附作用力與分配係數之不同，親和力大，較慢被沖提下來，滯留時間長，親和力小，則會先沖提下來，滯留時間短，以達到分離的效果。
2. 應用：如不同色素、胺基酸、脂肪酸等之定性。
(四)感應耦合電漿質譜法（Inductively coupled plasma mass spectrometry）：
1. 原理：利用高頻電磁感應通入氬氣產生的高溫氬氣電漿，使導入之樣品受熱後，經由一系列去溶劑、分解、原子化/離子化等反應，將位於電漿中之待分析元素形成單價正離子，再透過真空界面傳輸進入質譜儀檢測其含量。
2. 應用：重金屬檢測的定性與定量方法，如鈣、銅、汞等
五、檢驗機構管制檢驗結果品質時，須執行空白樣品分析及查核樣品分析等品管樣品分析，請詳述這些分析的目的及做法
(一)每批次(少於二十個樣品)或每二十個樣品至少做一次品管樣品分析。
(二)每次品管樣品分析包括空白、重複、查核樣品及基質添加之分析，其中查核樣品及基質添加得擇一分析。品管樣品分析應依所採用之檢驗方法步驟，與待測樣品同時實施檢驗分析。
1. 空白分析：
(1)了解實驗室操作過程是否受到汙染或檢測背景值之高低。
(2)取實驗室試劑或類似樣品基質之空白樣品，依所採用之檢驗方法步驟，與待測樣品同時實施檢驗分析。
(3)空白分析測定值必須小於二分之一定量極限或更嚴謹管制範圍內。
2. 重複分析：
(1)檢驗精密度指標(再現性)。
(2)重複分析之樣品應為可定量之樣品，如重複樣品濃度無法定量時，可採用添加樣品重複分析或查核樣品重複分析。
(3)重複分析係將重複樣品依相同前處理及分析步驟同時執行檢測，再計算其變異係數：
(CV%)或相對差異百分比(RPD%)。
CV% = (標準偏差/平均值)×100％或RPD %=|X1−X2|/0.5(X1+X2) × 100 %
X1 、X2 ：同一樣品做二重複分析時，所得之二次個別測定值
3. 查核樣品分析(或空白樣品添加)：計算絕對回收率(Absolute recovery)
(1)檢驗準確度之指標。
(2)查核樣品係指購自驗證參考物質、濃度經確認之樣品或將適當量之待測物標準品添加於與樣品相似之空白基質中配製而成，再計算其回收率(R %)。
(3)R%= (X/A)×100%。X：查核樣品之測定值；A：查核樣品之標示(配製)值
4. 基質添加分析：計算相對回收率(Relative recovery)
(1)藉以了解樣品基質干擾情形。
(2)將適當量之待測物(analyte)標準品添加於樣品中，再計算其回收率R%。
(3) R% = (SSR−SR)/SA × 100 %
SSR＝添加樣品中待測物之測定值
SR＝未添加樣品中待測物之測定值
SA＝添加樣品中待測物標準品之添加值
5. 進行添加分析時，原則上以二至五倍定量極限、待測物衛生標準或樣品經常檢出濃度進行添加。
食品工廠管理
一、請說明食品工廠在廠房布置規劃（facilities layout planning）時常採用的系統布置規劃法（systematic layout planning, SLP）之意涵及實施步驟。
(一)系統布置規劃法（systematic layout planning, SLP）之意涵：
工廠布置的程序，美國R. Muther教授提出一套「系統布置規劃法(SLP)」，利用此一模式來規劃，可避免各種可能發生的錯誤，且對節省時間和獲得最佳方案可提供莫大助益。
(二系統布置規劃法（systematic layout planning, SLP）之實施步驟：
1. 輸入資料與活動：收集的資料包括產品、產量、程序、服務和時間等，簡稱為P.Q.R.S.T。並作產品-產量分析(P-Q analysis)，以決定工廠的布置型態。
2. 分析物料流程：以操作程序圖(operation process chart)、多產品程序圖(multi-product process chart)、從至圖或交叉圖(from-to chart or cross chart)、流程程序圖(flow process chart)、流程圖/線圖(flow diagram / string diagram)等來分析物料流程，以選取可減少物料迂迴搬運，且可使生產流程順暢、降低生產成本的最佳流程安排。
3. 考慮活動關係：利用活動關係表，來考慮有關活動的相互相關係。如工具室、倉庫、更衣室、鍋爐室等，相互之間都有某種關係存在，如鍋爐室爲安全起見，要遠離製造現場；爲加工方便，倉庫要靠近製造現場。
4. 作成活動關係圖：將物料流程和活動關係結合成爲流程與活動之間的「活動關係圖」。
5. 決定面積：計算各活動單位所需的面積或空間，並考慮實際可用的面積後，再加以調整。
6. 作成面積關聯圖：結合活動關係圖和所需面積，作成面積關聯圖。
7. 調整面積關聯圖：考慮各種修改條件及實際限制後，將面積關聯圖加以適度調整。修改條件如搬運方式、儲存設備、廠地位置、輔助設施等；實際限制如原擬採完全自動化的輸送設備，但因經投資報酬率分析後，結論卻是不合算。
8. 列出數個候選方案。
9. 評估選出最佳布置案：經成本分析或因素分析，優缺點比較，決定最佳的方案。
10. 細部布置規劃：當全盤布置規劃完成之後，接下來必須做更詳細的布置規劃，包括決定各別機械及每件設備的位置等細節。
二、請說明食品工廠生產線之品質管制作業中，製程品質管制圖（quality control chart）之意涵，包括其目的及使用上的限制，並舉出3 種常用的計量值管制圖加以說明之。
(一)管制圖：
1. 意涵：是一種以實際產品品質特性與根據過去經驗所判明的製程能力的管制界限比較，而以時間順序用圖形表示者。
2. 目的：管制圖是統計品質的重要工具之一，由此管制圖便可尋出產品品質發生變異的原因。因而能夠診斷和校正生產過程中，所遭遇的許多問題。同時，更可促使產品品質有實質的改良，而符合需要之水準。
3. 使用上的限制：
(1)管制圖的主要目的在維持製程的穩定性，無法提高製程能力的，也就是無法讓產品的良率往上再提昇一個層次。如果想提高製程能力，請使用層別法並利用柏拉圖、特性要因分析圖尋找主要不良原因並加以改善，或是更換精準度較高的生產設備。
(2)管制圖只能管制可以被量化的製程。所以如重量、不良率、不良數等都可以使用管製圖。
(3)管制圖的繪製與管控不一定需要規格的上、下限，因為管制界限的繪製基本上是使用前面所量測出來的數據來計算中心值與管制上下界的。
(二)3種常用的計量值管制圖加以說明之：
依據品質特性數據，可分為計量值管制圖及計數值管制圖兩個大類。計量值管制圖如下：
1. 平均值與全距管制圖(x̄-R Chart)：主要用以管制分組的計量數據，也就是每次可同時獲得多組數據的情況，如長度、重量、強度、硬度、體積等。
2. 平均值與標準差管制圖(x̄-σ Chart)：與x̄-R管制圖相同，在x̄管制圖上均使用樣本平均數，而非個別觀察值，差別則在於每組內樣本大小，當n≦10可用x̄-R管制圖，n> 10時則用x̄-σ管制圖才較能獲得正確結果，主要是樣本變大時，極端值會影響R管制圖，所以使用樣本標準差管制圖較為適當，即以σ取代R。
3. 個別值與移動全距管制圖(X-Rm Chart)：當測定值取得成本或時間耗費很高，如具破壞性實驗或一般化工廠連續操作特性管制，可以採取這種管制圖，但因個別值管制圖靈敏度較差，如果數據可以分組，則儘可能使用X-R Chart，不能分組才考慮使用X-Rm管制圖。亦即，X-Rm管制圖主要用於：
4. 中位數與全距管制圖(X-R Chart)：具計算較少、易於瞭解，可由現場作業員或領班繪製的優點。另外，中位數管制圖可排除樣組中的極端值。
三、何謂生產排程？並請說明食品工廠進行生產排程計畫時所使用之甘特圖（gantt chart）及平衡線圖（line of balance, LOB）之特點。
(一)生產排程：
對已經決定進行的工作項目，訂定時間表。生產排程則是在產品生產前，預先進行製造時間安排，規劃產品產製開工及完工時間，目的是使產品能依交貨日期要求在預期期間內完成。
途程計畫：
1.作業量
2.標準批量
3.所需工時
4.所需設備
5.材料及能力
負荷計畫：
1.生產線平衡
2.機器負荷
3.作業員負荷
4.備用產能
5.外包設備與產能
生產排程-生產製造
(二)甘特圖（gantt chart）之特點：
是水平條狀圖的一種流行類型，顯示項目、進度以及其他與時間相關的系統進展的內在關係隨著時間進展的情況。
(三)平衡線圖（line of balance, LOB）之特點：
提供了實際生產進度與計畫生產目標的相互比較，使之能適時據此採取改正措施，成為進度控制的一種有效技術方法。
四、請詳細說明工廠庫存管理上所採用的ABC 庫存分類管理法之意涵，包括其分類依據及優缺點
(一)意涵：指對食品工廠不同重要性之物料，給予不同程度的管制。
(二)分類依據：
1. A類：存貨項目少，約佔10 %，但總價值金額大，約佔全部庫存金額70%。如泡麵工廠的原料麵粉。
特性
1. 年使用金額居前者
2. 單價昂貴者
3. 交貨期在2個月以上者
4. 輸入的原物料
5. 規格特殊者
採購量1~2星期之供給量(少)
存量控制方式
1. 按實際需要，採定量訂購方式。通常以經濟訂購量方式訂購
2. 保持最低的訂購點
2. B類：存貨項目中，約佔25 %，但總價值金額中，約佔全部庫存金額20%。如泡麵工廠的副原料食用油
特性介於A及C之間
採購量2~4星期之供給量(中)
存量控制方式
1. 以經濟訂購量方式訂購，唯以年度檢討即可
2. 以備購期間之平均耗用量來確定其訂購點與安全存量
3. 經常研判未來需求
3. C類：存貨項目多，約佔65 %，但總價值金額少，約佔全部庫存金額10%。如泡麵工廠的胡椒粉等。
特性
1. 數量多與價格低者
2. 使用次數多者
採購量 4星期之供給量(多)
存量控制方式
1. 甚少變更訂購量與訂購點
2. 採用複倉式管理即可
(三)優缺點：
1. 優點：
(1)為常用的庫存分類管理法之一。
(2)一旦花時間仔細分類好後，妥善管制，即可使工廠生產穩定。
(3)依分類方法，單價高的A類物料每次採購量少，可減少因天災等因素造成財產大量損失。
(4)依分類方法，單價低的C類物料每次採購量多，可減少反覆採購而浪費時間與人力。
2. 缺點：
(1)分類方法麻煩、費時、無法快速分類。
(2)需計算每一種存貨物料項目佔總物料項目的百分比才能分類。
(3)需計算庫存金額百分比才能分類：
a. 必需先收集每一種物料的單價與年使用量等基本資料才能進行分類。
b. 還需計算每一物料之年使用金額、物料累計年使用總金額才能進行分類。
c. 最後還需計算每一種物料之年使用金額百分比，才能按年使用金額分類。
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