食品微生物學
一、在食品微生物衛生標準規定中，若需檢驗疑似沙門氏桿菌污染，請說明其檢驗方法與限量標準，及其常見之發生原因
(一)檢驗方法：
樣品
↓
增菌培養： 1.SCB 2.TTB
↓
1.BGA
2.SS agar：具典型菌落者
3.BSA
↓
1.TSI agar：具典型菌落者
2.LIA
↓
1.MacConkey agar：具典型菌落者
2.BGA
↓
TSI agar：
1.斜面：紅
2.底部：黃
↓
生化及血清試驗：具典型特徵者，判定為沙門氏桿菌
(二)限量標準：參考「食品中微生物衛生標準」(109.10.6)
1. 乳及乳製品類(採樣計畫)：陰性。
2. 嬰兒食品類(採樣計畫)：陰性。
3. 生鮮即食食品及生熟食混和即食食品類：陰性。
4. 包裝/盛裝飲用水及飲料類：陰性。
5. 冷凍食品及冰類：陰性。
6. 其他即食食品類：陰性。
7. 液蛋類：陰性。
(三)常見之發生原因：
1. 直接汙染：由雞腸等動物腸道直接汙染至雞蛋、雞肉或天然存在於生乳中。
2. 間接汙染：由動物糞便經由昆蟲等動物接觸而汙染至其他食品。
二、魚類醱酵製品中所產生的香味與風味成分來源為何？為何去鰓與內臟後較不容易產生微生物性腐敗？
(一)魚類醱酵製品中所產生的香味與風味成分來源：
1. 香味：
(1)含氨物質：主要是氨(ammonia)和三甲胺(trimethylamine)。許多研究資料顯示， 許多發酵醃魚調料中，這些化合物對產物香味有增強作用。
(2)奶油香味物質：是一些小分子量之揮發性短鏈脂肪酸(Volatile fatty acids, VFA)，主要的成分為乙酸和正丁酸。所有的調料中都有揮發性短鏈脂肪酸的存在。
三、何謂食物媒介性中毒（foodborne intoxications）？請列舉一種引起媒介性中毒之細菌（學名），並說明其菌種特性、致病因子以及發病症狀。
(一)食物媒介性中毒（foodborne intoxications）：(細菌性毒素型食物中毒)
1. 定義：病原菌在食品中繁殖時產生的外毒素，經攝取該食品而外毒素作用於腸道或神經引起的中毒。
2. 食物中毒：
(1)二人或二人以上攝取相同的食品，發生相同的症狀，並且自可疑的食物檢體及患者糞便、嘔吐物、血液等人體檢體，或者其他有關環境檢體(如空氣、水、土壤)中分離出相同類型(如血清型、噬菌體型)的致病原因，則稱為一件(outbreak)「食品中毒」。△若只有一人，則稱為一個個案(case)。
(2)但如因攝食肉毒桿菌或急性中毒(如化學物質或天然物中毒)時，雖只有一人，也可視為一件「食品中毒」。
(3)經流行病學調查推論為攝食食品所造成，也視為一件「食品中毒」案件。
(二)請列舉一種引起媒介性中毒之細菌（學名），並說明其菌種特性、致病因子以及發病症狀：
1. 細菌（學名）：金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。
2. 菌種特性：
(1)G(+)菌。
(2)球狀菌。
(3)無鞭毛
(4)無芽孢。
(5)兼性厭氧性。
(6)耐糖及鹽，可生長於Aw0.86(0.85)以上。
3. 致病因子：外毒素(exotoxin)之腸毒素(enterotoxin)
4. 發病症狀：嘔吐、腹痛、腹瀉。
5. 預防方法：
(1)清潔：手部清潔，餐具、砧板、抹布等廚房用品應以水或漂白水洗淨。
(2)迅速：買新鮮的食物，買回來的食物盡速處理，不要放置室溫太久。
(3)加熱或冷藏：東西煮熟才能食用，若買回來的食物無法迅速煮熟，則需以冷藏或冷凍來保存食物。
(4)避免疏忽：
a. 身體有傷口、膿瘡、咽喉炎、濕疹者不得從事食品之製造調理工作。
b. 調理食品時應戴衛生之手套、帽子及口罩，並注重手部之清潔及消毒，以免污染食品。
(3)肉香的物質：還不能確定為一種或一組特殊的化合物，許多的揮發性物質都會有助於肉香的形成。當醃魚調料用乙醚萃取時，有氣泡形成時才有肉香味，這意味著揮發物質形成了肉香。但是當無菌空氣通過醃魚調料時，沒有肉香產生，這可能是因為沒有所需的前驅物存在。
2. 風味：
(1)揮發性化合物：可產生的鹹味為最重要的風味，但其他成分對風味也有一定的貢獻。
(2)胺基酸、二胜肽和多胜肽：由於胺基酸的結合使風味受到影響，及胺基酸和許多二胜肽、多胜肽本身都有特殊的風味。蛋白酶作用的特異性隨著作用位置的不同而有所不同，這將會對風味產生影響。因此也就決定了相關胺基酸和胜肽的濃度。所有能影響這些酵素活性的因素均會影響風味，例如所用原料中存在的酵素，pH、溫度和鹽濃度均會影響風味。
(3)核酸演變來的特殊化合物：醃魚調料中核酸和核酸酶的作用產生之核酸演變來的特殊化合物對風味有貢獻。
(二)去鰓與內臟後較不容易產生微生物性腐敗的原因：
1. 去鰓：鰓是魚類與環境的水能夠互相接觸的地方，加上鰓上分泌的黏液，是微生物的營養物質，故水中的微生物會於魚鰓的表面大量生長，而使魚鰓上有許多微生物。然而當魚類死亡後，魚鰓之微生物障壁作用將會失去，導致魚鰓上的微生物能夠入侵魚肉並大量生長而造成腐敗。故去鰓較不容易產生微生物性腐敗。
2. 去內臟：魚類內臟如腸道，是魚類攝食食物消化吸收的地方，當魚類攝取食物時，環境的水中微生物也因此進入魚類的腸道中，魚類腸道的微生物能夠利用腸道內消化後的食物當作營養物質而大量生長，而使腸道有許多微生物。然而當魚類死亡後，腸道之微生物與消化酵素之障壁作用將會失去，導致腸道上的微生物能夠入侵魚肉及本身的消化酵素會自我分解，並使微生物大量生長而造成腐敗。故去內臟較不容易產生微生物性腐敗。
四、請試述下列名詞之意涵：
(一)活性包裝（active packaging）
(二)次級代謝物（secondary metabolites）
(三)藻類毒素（algal toxin）
(四)益菌生（prebiotics）
(一)活性包裝（active packaging）
1. 定義：屬於積極性包裝概念，利用特殊材質與裝置，可感應食品包裝內外部的變化，並與之反應，具有控制環境並大幅提高食品安全性與品質保持。
2. 舉例：如溼度控制、調控氧氣組成、增加二氧化碳比例、排除乙烯、產生抗菌功能等。
(二)次級代謝物（secondary metabolites）
1. 定義：又稱為二級代謝物，為細胞生長至末期才合成，非生長所必需(有目的)的代謝產物，於靜止期(stationary phase)取。
2. 舉例：如抗生素、色素、毒素及紅麴之Monacolin K、GABA及Dimerumic acid等。
(三)藻類毒素（algal toxin）
1. 定義：某些種類的藻類過度繁殖時所產生的有害化合物。這些毒素通常具有生物活性，它們會與其他生物體相互作用並可能對其造成傷害。
2. 舉例：渦鞭毛藻產生的蛤蚌毒素(Saxitoxin, STX)(PSP)、岡田酸(Okadaic acid)(DSP)、裸甲藻毒素(Brevetoxin)(NSP)及矽藻產生的多摩酸(Domoic acid)(ASP)。
(四)益菌生（prebiotics）
1. 定義：又稱益生質、益生素和益菌物質，為某些人體不能消化吸收的食物成分，但這些成分卻能選擇性地活化腸道內某些益生菌，相對的抑制有害菌的增殖，進而對人體產生有利於健康之功效。
2. 舉例：果寡糖(fructooligosaccharide)、菊芋澱粉或稱菊醣(inulin)、棉子糖(Raffinose)、水蘇糖(Stachyose)。
五、請說明苯甲酸主要用於抑制何種類型微生物及其抑制微生物之機制，以及質子移動力（proton motive force）與該機制之關聯為何？
(一)抑制的微生物：
1. 細菌。
2. 酵母菌。
3. 黴菌。
(二)抑制微生物之機制：
1. 未解離分子進入細胞內解離，造成蛋白質(酵素)與DNA等變性。
2. 未解離分子進入細胞內解離，抑制ATP形成而影響養分之主動運輸。
3. 降低pH值至微生物無法生長的範圍。
4. 酸會破壞微生物細胞膜(，未解離分子進入，助長胺基酸的去羧化作用。)
5. 抑制細菌孢子萌發。
(三)質子移動力（proton motive force）與該機制之關聯：
原核生物細胞膜進行電子傳遞鏈，將H+和OH-分開於細胞膜內外，而H+於膜外，OH-於膜內，讓pH值維持在中性，這種膜內外質子(H+)梯度差造成電化學的電位差，細胞利用此電位差產生ATP，以進行耗能的養分之主動運輸(如胺基酸的主動運輸)。若未解離的苯甲酸分子進入微生物細胞內解離，會使ATP無法合成，及微生物需消耗能量將質子(H+)運輸出細胞外，因此影響微生物對養分的主動運輸。
◎質子移動力(proton motive force, PMF)理論：
食品化學
一、請依據純水與食品中水的狀態及物化性質，說明IQF冷凍加工技術可解決的問題有那些？
個別快速冷凍(individual quick freezing, IQF)：利用小顆粒狀食品在輸送帶(盤)上進行上下運動的同時吹送冷風進行冷凍；此法可將被冷凍的食品，個體分開，不會黏在一起。解決問題如下：[純水(自由水)與食品中的自由水會結冰]
(一)解決冷凍後之大冰晶的形成：
1. 一般冷凍過程較慢，會慢速通過於-1至-5 ℃(最大冰晶生成帶)，冰晶形成大，數目較少，濃縮效應影響大，且冰晶較會造成針刺與擠壓傷害。
2. 而IQF冷凍過程會快速通過於-1至-5 ℃(最大冰晶生成帶)，冰晶形成小，數目較多，濃縮效應影響小冰晶，且較不會造成針刺與擠壓傷害。
(二)解決冷凍過程的濃縮作用：
1. 一般冷凍過程之冷凍速率慢，溶質會較長時間溶於未結冰的水中，造成溶質濃縮作用，導致食品細胞脫水、糖度與鹽度改變、pH值改變等。
2. 而IQF冷凍過程之冷凍速率快，溶質較不會溶於未結冰的水中而是速迅被快速結冰的冰晶包裹，故造成溶質濃縮作用小，較不會使食品細胞脫水、糖度與鹽度改變、pH值改變等。
(三)解決冷凍過程之針刺及擠壓的傷害：
1. 一般冷凍過程形成的冰晶較大，冰晶的不規則形狀與體積增大8~9%，會使食品細胞破裂、食品組織崩壞、蛋白質變性等而影響食品口感。
2. 而IQF冷凍過程形成的冰晶較小且均勻，較不會使食品細胞破裂、食品組織崩壞、蛋白質變性等而影響食品口感。
(四)解決凍結解凍之滴水現象(dripping or drip loss)：
1. 一般冷凍過程，冰晶形成大，數目較少，濃縮效應影響大，且冰晶較會造成針刺與擠壓傷害，所以食品細胞脫水多與破裂多，當解凍時，細胞内液體(包含酵素)會相繼流出，水解凍後不能如原狀被吸著或被吸引而流出細胞體外，而酵素也釋出進行自我水解，使品質變差。
2. 而IQF冷凍過程，冰晶形成小，數目較多且均勻，故濃縮效應影響小，且冰晶較不會造成針刺與擠壓傷害，所以食品細胞脫水少與破裂少，當解凍時，細胞内液體(包含酵素)較不會相繼流出，水解凍後能如原狀被吸著或被吸引而不流出細胞體外，故品質較好。
(五)解決食品冷凍後相黏聚集現象：
1. 一般冷凍過程較慢且靜置，會使食品與食品之間形成的冰晶會慢慢變大而相黏聚集，最後食品會聚集成團。
2. 而IQF冷凍過程較快且會使食品上下飄動而分開，不會使食品與食品之間形成的冰晶慢慢變大而相黏聚集，最後食品可以個別分開成細小狀態。
二、請分別說明葉黃素（xanthophylls）、葉綠素（chlorophylls）的結構分類（提示：異戊二烯、多酚、卟啉等）、溶解性質、提供的顏色、來源及主要退色原因。
(一)葉黃素（xanthophylls）：
1. 結構分類：異戊二烯。
2. 溶解性質：脂溶性。
3. 提供的顏色：
(1)蝦紅素(astacin)：紅色。
(2)黃體素或稱葉黃素(lutein)：黃色。
4. 來源：
(1)蝦紅素(astacin)：廣泛存在於生物界中，特別是水產動物的蝦、蟹、魚和鳥類的羽毛中，也存在某些微生物中，如酵母菌。廣泛存在於生物界中，特別是水產動物的蝦、蟹、魚和鳥類的羽毛中，也存在某些微生物中，如酵母菌。
(2)黃體素或稱葉黃素(lutein)：廣存於綠色植物的葉子中，如柑橘、金黃奇異果、南瓜及蛋黃。
5. 主要退色原因：
(1)高熱：會氧化及異構化使褪色。
(2)光照：會氧化及異構化使褪色。
(3)氧氣：會氧化及異構化使褪色。
(4)酵素：脂氧合酶(lipoxygenase, Lox)會氧化及異構化使褪色。
(二)葉綠素（chlorophylls）：
1. 結構分類：卟啉。
2. 溶解性質：脂溶性。
3. 提供的顏色：綠色。
4. 來源：存於綠色蔬菜、水果、綠色奇異果、藻類及光合細菌中。
5. 主要退色原因：
(1)酵素作用：葉綠素酶(Chlorophyllase)會催化葉綠醇(phytol)的酯鍵由綠色的葉綠素中水解，而產生綠色的葉綠酸(Chlorophyllide)，而葉綠酸更易發生脫鎂作用，產生棕橄欖色的脫鎂葉綠酸(Pheophorbide)。
(2)酸：綠色的葉綠素(Chlorophyll)及綠色的葉綠酸(Chlorophyllide)脫鎂產生棕橄欖色的脫鎂葉綠素(Pheophytin)及棕橄欖色的脫鎂葉綠酸(Pheophorbide)。
(3)熱：綠色的葉綠素(Chlorophyll)及綠色的葉綠酸(Chlorophyllide)脫鎂產生棕橄欖色的脫鎂葉綠素(Pheophytin)及棕橄欖色的脫鎂葉綠酸(Pheophorbide)。
(4)光氧化作用(photo-oxidation)：發生於經加工及儲存的綠色植物組織，此作用受光的催化，顏色因此由綠色轉棕色。
三、請分別說明洋菜凍與豬腳凍的凝膠原因物質，及其結構特性與膠體性質之關係。
(一)洋菜凍：
1. 凝膠原因物質： 洋菜(agar)。
2. 結構特性：
石花菜及龍鬚菜等紅藻抽出之多醣，主要區分為：
(1)β-D-半乳糖及3,6-脫水-α-L-半乳糖共聚合成的中性洋菜多醣(agarose)。
(2)六碳糖醛酸及瓊脂糖硫酸酯所聚合而成的酸性洋菜多醣(agropectin)。
3. 膠體性質：
洋菜在低濃度(1.5 %)可凝膠，加熱破壞氫鍵，冷卻重新形成氫鍵，為熱可逆的凝膠。
(二)豬腳凍：
1. 凝膠原因物質：
膠原蛋白(collagen)加熱破壞氫鍵，冷卻促使氫鍵形成的明膠(gelatin)。
2. 結構特性：
(1)為醣蛋白的一種，含少量的半乳糖與葡萄糖及大量的胺基酸，具膨潤性，為強韌的水不溶性纖維。
(2)為動物體內最豐富的蛋白質之一(佔動物體蛋白質20~ 25 %)。
(3)甘胺酸(glycine, Gly)為膠原蛋白中最豐富的胺基酸，約佔全部胺基酸總量的三分之一，因在形成三股螺旋(three-chained coiled helix)結構中，甘胺酸為所有胺基酸中，具最小支鏈者(僅為一氫原子)，適合填入螺旋結構之內側，且較不佔空間。
(4)脯胺酸(proline, Pro)(適合填入螺旋內側)與羥脯胺酸(hydroxyproline, Hyp)佔另外的三分之一(羥輔胺酸佔全部胺基酸約13~ 14 %)，兩者為了形成足夠的氫鍵。
(5)羥脯胺酸(多)(Hydroxyproline, Hyp)和羥離胺酸(少)(Hydroxylysine, Hyl)是構成膠原蛋白的重要成分，此二種胺基酸以脯胺酸和離胺酸的型式合成多胜肽後再經羥化(Hydroxylation)修飾而來，需要維生素C作為輔酶。
(6)這些胺基酸一般以甘胺酸-脯胺酸-羥脯胺酸(Gly-Pro-Hyp)三聯交替出現的順序排列。
3. 膠體性質：
加熱破壞氫鍵，冷卻重新形成氫鍵，多為透明熱可逆的凝膠。
四、請分別說明果膠解離酶（pectin lyase）、β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）、柚苷酶（naringinase）、橙皮苷酶（hesperidinase）、葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）在蔬果加工上之應用。
(一)果膠解離酶（pectin lyase）：
1. 作用：作用於高甲氧基果膠分子上鄰近甲酯基旁的α-1,4醣苷鍵，C4與C5間經β-脫去(β-elimination)反應，在斷裂的醣苷鍵旁產生一雙鍵。
2. 應用：果汁和酒製造可以降低混濁、軟化水果增加榨汁率、防止果膠凝結作用、咖啡和茶發酵時能去除粘性物質，加速茶發酵時間，使沖泡性受到改善。
(二)β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）：
1. 作用：可水解非還原端以葡萄糖β-1,4糖苷鍵鍵結的物質，而釋放出β-葡萄糖，可作用於纖維二糖自非還原端起水解β-1,4醣苷鍵，形成兩分子的β-葡萄糖。
2. 應用：可添加於果汁中，用以形成或加強其原有的風味，因其中所含之風味前驅物質常以β-1,4葡萄醣苷鍵結形式存在，水解後，可釋出風味物質，如添加於鳳梨汁或草莓汁中。
(三)柚苷酶（naringinase）：
1. 作用：將柑橘類水果的苦味成分柚苷(naringin)水解為柚苷酸醣體(naringenin)、鼠李糖(rhamnose)及葡萄糖。
2. 應用：藉此除去引起柑橘類果汁混濁及苦味的原因物質。
(四)橙皮苷酶（hesperidinase）：
1. 作用：將橙皮苷(hesperidin)水解為橙皮素(hesperitin)、鼠李糖(rhamnose)及葡萄糖。
2. 應用：藉此防止果汁及罐頭的白濁產生。
(五)葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）：
1. 作用：將葡萄糖氧化生成過氧化氫及葡萄糖酸-δ-內酯(glucono-δ-lactone)，再進一步轉變為葡萄糖酸(gluconic acid)，用以去除葡萄糖及氧氣，以防止梅納反應發生與食品氧化。
2. 應用：常用於液蛋、蛋粉等蛋製品中，以去除葡萄糖，避免梅納褐變發生、可添加於啤酒、牛乳、果汁中去除氧氣，延緩成分物質氧化。
五、請分別說明環狀糊精（cyclodextrin）、低聚果寡醣（fructooligosaccharide）、大豆寡醣（soy-oligosaccharide）、乳果寡醣（lactosucrose）之單醣組成與性質。
(一)環狀糊精（cyclodextrin）：
1. 單醣組成：α-D-葡萄糖(α-D-glucose)。
(1)α-環狀糊精(α-CD)：由6葡萄糖分子以α-1,4醣苷鍵結合成環狀。
(2)β-環狀糊精(β-CD)：由7葡萄糖分子以α-1,4醣苷鍵結合成環狀。
(3)γ-環狀糊精(γ-CD)：由8葡萄糖分子以α-1,4醣苷鍵結合成環狀。
2. 性質：可溶於水、內部為疏水性，外圍為親水性、在人體分解速度較慢、白色粉末。
(二)低聚果寡醣（fructooligosaccharide）：
1. 單醣組成：α-D-葡萄糖(α-D-glucose)、β-D-果糖(β-D-fructose)。
由蔗糖(G-F)分子的果糖(F)殘基上經由β-1,2醣苷鍵結合連接1~3個果糖基(Fn)而成的蔗果三糖、四糖及五糖組成的混合物，其結構式可表示為G-F-Fn, n=1,2,3。
2. 性質：可溶於水、甜度約為蔗糖之30-60%、難消化性，為非營養性低熱量的甜味劑、可作為益菌生(prebiotics)、不會造成蛀牙。
(三)大豆寡醣（soy-oligosaccharide）：
1. 單醣組成：α-D-半乳糖(α-D-galactose)、α-D-葡萄糖(α-D-glucose)、β-D-果糖(β-D-fructose)。
(1)棉子糖(Raffinose)：由半乳糖、葡萄糖、果糖所組成。
(2)水蘇糖(Stachyose)：由兩分子半乳糖、一分子葡萄糖、一分子果糖所組成。
2. 性質：可溶於水、無法被人體小腸所消化、可作為益菌生(prebiotics)、但在人體腸內發酵產生之二氧化碳是造成人體攝取此類食品會產生脹氣或排氣現象的主要原因。
(四)乳果寡醣（lactosucrose）：
1. 單醣組成：β-D-半乳糖(β-D-galactose)、α-D-葡萄糖(α-D-glucose)、β-D-果糖(β-D-fructose)。
組成為β-D-半乳糖(β-1,4)α-D-葡萄糖(α-1,2)β-D-果糖。
2. 性質：可溶於水、無法被人體小腸所消化、可作為益菌生(prebiotics)。
食品加工學
一、請說明液蛋(liquidegg)之加工目的、製程、衛生品質管理，以及液蛋食品加工廠可採取那些措施或策略因應淨零排放目標(請至少列出3項詳細說明之)。
1. 加工目的：可提供更方便、衛生的食品原料，如製作麵包、水產煉製品之製造原料。
2. 製程：選蛋→打蛋→照蛋→過濾→降溫→均質→殺菌→充填→儲存
(1) 選蛋：留下品質良好的蛋。
(2) 打蛋：將蛋投入打蛋機，利用機械力將蛋殼破開，並將蛋殼和蛋液分離。
(3) 照蛋：通過照蛋機，利用視覺辨識技術，檢查蛋白的顏色和品質，剔除血絲、蛋白變色等。
(4) 過濾：將照蛋後的蛋液進行過濾，利用加壓過濾器，將蛋液中可能殘留的蛋殼、繫帶等雜質去除。
(5) 降溫：利用板式熱交換器，使用1℃的冷水，使蛋液的溫度降低，以減少微生物的滋長。
(6) 均質：將降溫後的蛋液進行均質，利用均質機，對蛋液施加高壓，使蛋白和蛋黃充分混合，避免分層或沉澱，並改善蛋液的質地和穩定性。
(7) 殺菌：進行低溫殺菌法，全程於密閉管道內進行，隔絕外部污染風險，並能有效殺死沙門氏菌、大腸桿菌等病原菌。
(8) 充填：將殺菌後的蛋液進行充填，利用正壓充填機，將蛋液裝入容器中，並封膜、鎖蓋，完成包裝。
(9) 儲存：1~7℃儲藏，以延長保存期限。
3. 衛生品質管理：衛生福利部公告之相關法規
(1) 食品安全衛生管理法
(2) 食品良好衛生規範準則
(3) 食品安全管制系統
4. 淨零排放：
(1) 能源管理：透過智慧數位系統優化製造設備的生產效率，更換老舊設備為節能型產品。
(2) 廢棄物管理：利用厭氧醱酵技術將有機廢棄物資源化，並將產生的沼氣進行熱電應用。
(3) 水資源管理：實施節水措施和水資源回收，以應對水量匱乏和法規政策變動的風險。
二、何謂組織化植物蛋白(Textured vegetable protein, TVP)？請舉出2種生產組織化植物蛋白之加工技術，並說明其產品特性、設備需求，以及加工控制系統有何異同。
1. 組織化植物蛋白：以植物性蛋白質(通常為大豆分離蛋白)為原料，經組織化的特別加工過程，製成質地、咀嚼性、外表與天然肉品相似的製品，又稱人造肉。
(1) 由於大豆油生產量大，大部分都是由大豆製成
(2) 提取大豆分離蛋白製程：
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。
2. 兩種生產組織化植物蛋白之加工技術：
(1) 纖維紡絲法：將黃豆分離蛋白(soy protein isolate, SPI)進行紡絲加工[溶於pH 9以上的鹼液，自細孔紡嘴擠出於含食鹽的醋酸液之凝固槽中形成組織狀(組織化) (鹽析)的食品]。
A. 產品特性：成品含水量高，儲存不易。
B. 設備需求：需要機器設備進行纖維紡絲。
C. 加工控制系統異同：產生廢水處理問題，且成本較高，但目前較少使用。
(2) 擠壓組織法：將植物原料、水、調味料、色素等送入擠壓機器，製成素肉胚或可直接調理食用的素肉。
A. 產品特性：成品含水量低，儲存較易。
B. 設備需求：需要擠壓機器。
C. 加工控制系統異同：不產生污染，生產成本較低。可調整參數以獲得不同類型的成品，成為目前主流。
三、請說明低酸性罐頭食品之定義與其殺菌製程管理原則，包括殺菌方式、殺菌指標菌，以及殺菌值的計算(包括溫度與時間所累積之熱致死總效應)。
1. 低酸性罐頭食品定義：低酸性罐頭食品是指pH值大於4.6且水分活性(aw)大於0.85的食品。這些食品包括大部分的肉類、海鮮、奶製品和蔬菜。
2. 低酸性罐頭食品殺菌製程管理原則：
(1) 殺菌方式：低酸性罐頭食品通常需要進行高溫殺菌(100°以上或等同殺菌條件)，以確保食品的安全。防止低酸性環境之潛在微生物危害。
(2) 殺菌指標菌：肉毒桿菌(Clostridium botulinum)。在無氧環境下能產生毒素，對人體健康構成威脅。需要12D的處理進行危害控制。
(3) 殺菌值的計算：
D值(D value)
特定溫度下殺滅90%微生物所需之時間，以分鐘表示。
Z值(Z value)
為D值改變10倍所需的攝氏溫度變化。D1/D2=10^ (T2-T1)/Z
F值(F value)
一定溫度下(通常為250℉)，將一定數目之營養細胞或孢子殺滅所需時間。
1. F0 = D (log N0－log N)
2. log(F/F0) = (T0－T)/Z
Fh值(Fh value)
殺菌熱力強度，為指定溫度下殺菌的時間值。
四、液體食品的濃縮可利用蒸發器進行之。請說明蒸發器的基本構成部件，並比較單效蒸發器(single effect evaporator)與多效蒸發器(multi-effect evaporator)的操作特點及優缺點。
1. 蒸發器的基本構成部件
(1) 加熱室：液體食品進入加熱室後，利用蒸氣熱量提供蒸發所需要的熱量，促使液體沸騰，水分進行汽化。
(2) 蒸氣流動室：附著在蒸發器盤管上的金屬片，用於增加換熱面積，提高蒸發器的換熱效率。
(3) 分離室：使氣液兩相完全分離
2. 比較：
單效蒸發器(single effect evaporator)在蒸發過程中，單效蒸發將二次蒸氣直接冷凝，而不利於其冷凝熱。因此，相同的生蒸氣量可以蒸發較少的水量。
多效蒸發器(multiple effect evaporator)二次蒸汽仍是蒸汽，可以用於下一效蒸發的加熱。效數增加越多，由於降低了生產一分產品的操作運轉費用，因而利用蒸汽的經濟性就越好。雖然設備投資成本會增加，但總體而言是較省錢的。
食品衛生安全與法規
一、專業名詞解釋：請進行各專業名詞解釋，並比較兩名詞之相關性。
（每小題5分，共20分）
(一)Sodium Nitrite & Clostridium botulinum
(二)Trans fatty acid & Nutrition facts
(三)Bioterrorism & Food security
(四)The regulations on good hygiene practice for food（GHP）& Risk assessment
(一)Sodium Nitrite & Clostridium botulinum：
1. 亞硝酸鈉(Sodium Nitrite)：為食品添加物的保色劑，可使用於肉製品及魚肉製品；本品可使用於鮭魚卵製品及鱈魚卵製品。
2. 肉毒桿菌(Clostridium botulinum)：可於低酸性(pH>4.6、Aw>0.85)、厭氧(真空)環境生長，會產生致命的肉毒桿菌神經毒素，導致呼吸麻痺而死亡。
3. 相關性：亞硝酸鹽可抑制肉毒桿菌生長，以防止低酸性、厭氧(真空)的食品之肉毒桿菌食品中毒，如香腸與火腿。
(二)Trans fatty acid & Nutrition facts：
1. 反式脂肪酸(Trans fatty acid)：指食品中非共軛反式脂肪（酸）之總和。
2. 營養標示(Nutrition facts)：須於包裝容器外表之明顯處以表格方式提供熱量、蛋白質含量、脂肪、飽和脂肪(或飽和脂肪酸)、反式脂肪(或反式脂肪酸)含量、碳水化合物、糖含量、鈉含量等。
3. 相關性：營養標示需標示反式脂肪酸的含量。
(三)Bioterrorism & Food security：
1. 生物恐怖主義(Bioterrorism)：有意釋放或傳播的生物製劑(病毒、細菌、真菌或毒素等)作為攻擊武器，造成人類恐懼、焦慮、罹病甚或死亡等。
2. 食品保全或稱糧食安全(Food security)：所有的人在任何時間均可在生理上、經濟上有能力獲取足夠而營養的食物，以滿足其日常需求，並在食物選擇上得以維持活力而健康的生活方式。
3. 相關性：應以食品防禦(food defence)，而不是食品保全或稱糧食安全(Food security)來防範生物恐怖主義。
(四)The regulations on good hygiene practice for food（GHP）& Risk assessment：
1. 食品良好衛生規範準則(GHP)：屬食品衛生管理之最基本要求，屬強制法規，適用所有食品業者，主要管衛生與品質，其內涵首重污染之防治。
2. 風險評估(Risk assessment)：是評估人體暴露在危險因子下，可能引起健康危害的機率，包括危害辨識、劑量反應評估、暴露評估、風險特徵描述。
3. 相關性：GHP可提供了一個框架，確保食品在所有階段都能維持良好的衛生狀態，而風險評估則提供了一種方法，用於識別和管理可能影響食品安全的風險。兩者共同確保食品的衛生和安全，保護消費者的健康。
二、國內泡麵（油炸速食麵）生產工廠有下列客訴反應，請依「食品安全專業」協助處理下列問題：（每小題5分，共20分）
(一)一般泡麵之生產流程？
(二)消費者反應產品有油耗味，為何發生？如何評估品質指標？
(三)一般泡麵製造常使用那些添加物（麵體、油炸油）？添加方式？添加量？
(四)使用之添加物，如何有效管理（來源、品質、存量）？
(一)一般泡麵之生產流程：泡麵或稱速食麵(instant noodle)：為將麵條經過蒸熟的α化後，再以油炸或熱風乾燥的麵條(水分含量4~5%)。
(二)消費者反應產品有油耗味，為何發生？如何評估品質指標？
1. 油耗味發生原因：泡麵因包裝不良或放太久至過期，泡麵上的油脂，因氧化產生氫過氧化物(ROOH)，再裂解產生產生小分子醛、酮、醇、酸，這些產物因分子量小而沸點低易揮發，最後揮發被聞到異味，稱為油耗味。
2. 評估品質指標：
(1)硫巴比妥酸價(thiobarbituric acid value, TBA value)：測氧化裂解產生的小分子醛之丙二醛可與硫巴比妥酸(TBA)產生紅色產物，再測535 nm吸光值。
(2)酸價(acid value, AV)：測氧化裂解產生的小分子酸之游離脂肪酸，可與氫氧化鉀(KOH)反應，計算每克油脂所需氫氧化鉀的毫克數。
(三)一般泡麵製造常使用那些添加物（麵體、油炸油）？添加方式？添加量？
1. 麵體：
(1)添加物：品質改良用、釀造用及食品製造用劑(如三偏磷酸鈉、聚麩胺酸鈉)。
(2)添加方式：直接加入麵粉中再製造成麵條販售。
(3)添加量：三偏磷酸鈉用量以Phosphate計為3g/kg以下；聚麩胺酸鈉用量為2%以下。
2. 油炸油：
(1)添加物：抗氧化劑(如BHT、BHA)。
(2)添加方式：直接加入油炸油中販售。
(3)添加量：BHT用量為0.20g/kg以下；BHA用量為0.20g/kg以下。
(四)使用之添加物，如何有效管理（來源、品質、存量）？
1. 來源：
(1)依照「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」之「正面表列」使用。
(2)購買依照「食品安全衛生管理法」有「查驗登記」的合法食品添加物。
(3)購買有執行強制登錄(非登不可)、追溯追蹤(非追不可)之業者的食品添加物。
2. 品質：適當倉儲管理、溫溼度控制、防止吸濕潮解、防止昆蟲破壞等。
3. 存量：專人、專櫃、專冊管理；先進先出。
三、「燒烤香腸」是國人常見食品之一，請回答下列問題：
(一)「燒烤香腸」如何判定「熟」了？團膳食品如何確保加工處理「全熟」？其對飲食安全有何影響？
(二)燒烤過程常發生「焦化」，其可能產生何種物質？其理化、安全性如何？食用安全限量？
(三)如何有效降低燒烤過程可能有毒物質生成量、攝取量？
(一)「燒烤香腸」如何判定「熟」了？團膳食品如何確保加工處理「全熟」？其對飲食安全有何影響？
1. 燒烤香腸之熟了判定方法：
(1)眼看判定：香腸內的豬肉不帶有粉紅色澤而是金黃微焦就是全熟。
(2)戳洞判定：用竹籤戳香腸前、中、後段，流出湯汁若是清澈，表示烤熟。
2. 團膳食品如何確保加工處理「全熟」：香腸事先蒸熟、水煮或剖半等及表面戳洞，再進行燒烤至表面金黃微焦。
3. 對飲食安全的影響：
(1)若香腸添加的保色劑之硝酸鹽或亞硝酸鹽不足，且未全熟，則可能肉毒桿菌生長產生的神經毒素無法破壞，食用後可能造成食品中毒。
(2)香腸中的保色劑會與蛋白質於胃中分解的二級胺及三級胺，進行亞硝化反應(胃酸接近最適pH值)產生，亞硝胺為一級致癌物，會致癌。
(二)燒烤過程常發生「焦化」，其可能產生何種物質？其理化、安全性如何？食用安全限量？
1. 多環芳香烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)：
(1)理化：脂溶性。
(2)安全性：如苯駢芘(benzo[a]pyrene)為一級致癌物(IARC 1)。
(3)食用安全限量：依照「食品中污染物質及毒素衛生標準」(113.3.28)，直接供食或作為食品加工使用之油脂，不包括可可脂，苯(a)駢芘限量2 ppb以下。
2. 蛋白質熱裂解物(如色胺酸裂解物)：
(1)理化：微溶於水。
(2)安全性：具致突變與致癌性。
(3)食用安全限量：依照「食品中污染物質及毒素衛生標準」(113.3.28)，無安全限量標準。
3. IQ化合物或稱異環胺(heterocyclic amine, HCAs)：
(1)理化：脂溶性。
(2)安全性：具致突變與致癌性。
(3)食用安全限量：依照「食品中污染物質及毒素衛生標準」(113.3.28)，無安全限量標準。
(三)如何有效降低燒烤過程可能有毒物質生成量、攝取量？（5分）
1. 燒烤香腸時，隨時注意香腸不要烤焦。
2. 可先將香腸剖半或切片再進行燒烤，較不容易為了烤熟而表面烤焦。
3. 香腸減少以燒烤的方式烹調，可改用水煮或清蒸的方式。
4. 燒烤香腸的木炭使用備長炭，其火焰較均勻且較不容易烤焦。
5. 將烤焦的香腸部分去除，而不食用。
四、某一電商宣稱公司「產品」具有恢復視力、有效減肥瘦身等具有醫療功效之廣告詞，請回答下列問題：
(一)「健康食品」定義？
(二)如何評估「健康食品之安全性」？四大類評估項目？
(三)我國衛生福利部有何規範及罰則？
(一)「健康食品」定義：依照「健康食品管理法」(109.1.15)第2條：
1. 本法所稱健康食品，指具有保健功效，並標示或廣告其具該功效之食品。
2. 本法所稱之保健功效，係指增進民眾健康、減少疾病危害風險，且具有實質科學證據之功效，非屬治療、矯正人類疾病之醫療效能，並經中央主管機關公告者。
(二)評估「健康食品之安全性」方法及四大類評估項目：
1. 方法：依「健康食品管理法」第三條第二項規定訂定本方法。
2. 四大類評估項目：
第一類指下列二種情形之一者，得免執行安全評估試驗：
1. 產品之原料為傳統食用且以通常加工食品形式供食者
2. 產品或其原料具有完整之毒理學安全評估學術文獻報告及長期供食用之紀錄，且其原料組成成分及製造過程與所提具之學術文獻報告相符
無須進行安全評估(毒性)試驗
雞精、蜆精、蜆錠、藻錠、乳酸菌膠囊、優酪乳(LGG、LS99)、養樂多、豆漿、牛奶、綠茶
第二類指產品之原料為傳統食用，但產品或原料非以通常加工製備者
基因毒性試驗 28天餵食毒性試驗
自行篩選菌種(LP33)、膠囊錠狀食品(蜂膠、靈芝、洛神花)、加特福奶粉(含鉻)、中草藥
第三類指產品之原料非屬傳統食用者
基因毒性試驗 90天餵食毒性試驗 致畸胎試驗
北蟲草膠囊、蟲草膠囊
第四類指產品之原料非屬傳統食用且含有致癌物之類似物者
基因毒性試驗 90天餵食毒性試驗 致畸胎試驗 致癌性試驗 繁殖試驗
(三)我國衛生福利部有何規範及罰則：
1. 規範：參照「食品安全衛生管理法」(108.6.12)：「產品具有醫療功效之廣告詞」違反食品安全衛生管理法第28條第2項規定：食品不得為醫療效能之標示、宣傳或廣告。
2. 罰則：
(1)第45條：違反第二十八條第一項或中央主管機關依第二十八條第三項所定辦法者，處新臺幣四萬元以上四百萬元以下罰鍰；違反同條第二項規定者，處新臺幣六十萬元以上五百萬元以下罰鍰；再次違反者，並得命其歇業、停業一定期間、廢止其公司、商業、工廠之全部或部分登記事項，或食品業者之登錄；經廢止登錄者，一年內不得再申請重新登錄。
違反前項廣告規定之食品業者，應按次處罰至其停止刊播為止。
違反第二十八條有關廣告規定之一，情節重大者，除依前二項規定處分外，主管機關並應命其不得販賣、供應或陳列；且應自裁處書送達之日起三十日內，於原刊播之同一篇幅、時段，刊播一定次數之更正廣告，其內容應載明表達歉意及排除錯誤之訊息。
違反前項規定，繼續販賣、供應、陳列或未刊播更正廣告者，處新臺幣十二萬元以上六十萬元以下罰鍰。
(2)第46條第2項：直轄市、縣（市）主管機關為前條第一項處罰時，應通知傳播業者及其直轄市、縣（市）主管機關或目的事業主管機關。傳播業者自收到該通知之次日起，應即停止刊播。
(3)第46條第3項：傳播業者未依前項規定停止刊播違反第二十八條第一項或第二項規定，或違反中央主管機關依第二十八條第三項所為廣告之限制或所定辦法中有關停止廣告之規定者，處新臺幣十二萬元以上六十萬元以下罰鍰，並應按次處罰至其停止刊播為止。
(4)第46條第4項：傳播業者經依第二項規定通知後，仍未停止刊播者，直轄市、縣（市）主管機關除依前項規定處罰外，並通知傳播業者之直轄市、縣（市）主管機關或其目的事業主管機關依相關法規規定處理。
(5)第52條第1項第3款：食品、食品添加物、食品器具、食品容器或包裝及食品用洗潔劑，經依第四十一條規定查核或檢驗者，由當地直轄市、縣（市）主管機關依查核或檢驗結果，為下列之處分：
三、標示違反第二十二條第一項或依第二項及第三項公告之事項、第二十四條第一項或依第二項公告之事項、第二十六條、第二十七條或第二十八條第一項規定者，應通知限期回收改正，改正前不得繼續販賣；屆期未遵行或違反第二十八條第二項規定者，沒入銷毀之。
(6)第52條第2項：前項第一款至第三款應予沒入之產品，應先命製造、販賣或輸入者立即公告停止使用或食用，並予回收、銷毀。必要時，當地直轄市、縣（市）主管機關得代為回收、銷毀，並收取必要之費用。
(7)第44條第1項第3款：有下列行為之一者，處新臺幣六萬元以上二億元以下罰鍰；情節重大者，並得命其歇業、停業一定期間、廢止其公司、商業、工廠之全部或部分登記事項，或食品業者之登錄；經廢止登錄者，一年內不得再申請重新登錄：
三、經主管機關依第五十二條第二項規定，命其回收、銷毀而不遵行。
五、國內有一飲料工廠，主要生產積層袋產品（Laminated Bag），請針對包材及生產（清潔、消毒）專業，回答下列問題：
(一)何謂無菌包裝？有那些主要控制因子？
(二)請介紹一般積層袋之構造、層次、材質，請畫圖並加以說明。
(三)包材如何殺菌？最常使用之殺菌劑？濃度？殘留量？
(四)無菌充填包裝機械設備應選用何種材質？如何有效清洗、消毒？
(一)無菌包裝及主要控制因子：
1. 無菌包裝(aseptic packaging)：食品與包材分開殺菌，如食品先經超高溫(ultra high temperature , UHT)殺菌(150℃，1~2秒)後，馬上使之冷卻，再於無菌的環境中充填入已經殺菌完成的容器內，並於無菌環境下進行密封。
2. 主要控制因子：
(1)設備：使用無菌充填機械。
(2)環境：在無菌室或清潔區域進行包裝。
(3)包材：選用無菌材料，如積層袋。
(二)一般積層袋之構造、層次、材質，請畫圖並加以說明：
1. 聚乙烯：保護含印刷層的紙不被外界水分影響。
2. 紙板：穩定與強化外觀形狀，並含印刷層可展示產品資訊。
3. 聚乙烯：黏合紙板與鋁箔。
4. 鋁箔：阻隔內部，避免光與氧氣影響內容物；並阻絕風味改變。
5. 聚乙烯：黏合鋁箔與聚乙烯。
6. 聚乙烯：密封內部液體。
(三)包材殺菌方法與最常使用之殺菌劑、濃度、殘留量：
1. 包材殺菌方法：
(1)加熱殺菌：適用於耐熱的包材。
(2)放射線殺菌：適用於耐照射的包材。
(3)次氯酸鈉液或二氧化氯液殺菌。
(4)過氧化氫液殺菌。
2. 最常使用之殺菌劑、濃度、殘留量：過氧化氫液、30~35%、不得殘留。
(四)無菌充填包裝機械設備選用材質及如何有效清洗、消毒：
1. 材質：應選用耐腐蝕、易清洗的材質，如304或316不銹鋼。
2. 有效清洗、消毒：使用定位清洗法(Clean-in place, CIP)，在設計密閉具循環性的設備上，管路或幫浦不必拆卸，只需由管路的起點依序以清水、清潔劑、熱水通入以清洗管路，必要時，可於熱水清洗前以氯液做消毒與殺菌。
食品分析與檢驗
一、衛生福利部食品藥物管理署在實驗室品質管理規範化學領域測試結果品質管制中，指出品管樣品分析包括空白樣品、查核樣品及重複樣品之分析；請說明這三種樣品之分析目的及做法。
參考：食品藥物管理署：檢驗機構實驗室品質系統基本規範(111.11.4)
(一)空白樣品分析：
1. 目的：了解操作過程是否受到污染或背景值之高低。
2. 做法：
(1)取相同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。
(2)以儀器分析方法，空白樣品分析、空白方法分析與空白試劑分析，原則上估算所得結果不宜大於偵測極限或定量極限之50%，非以儀器分析之方法，空白樣品分析結果應為未檢出。實務上實驗室可就檢驗方法特性，就空白樣品或空白方法分析訂定合理的品質管制要求。
(3)無法或難以取得空白樣品之定量檢驗方法及品項，檢驗機構應自行舉證並保留相關評估紀錄。此類檢驗方法及品項之空白樣品，得使用與檢液製作相同來源之空白試劑執行之空白方法分析取代。
(二)查核樣品分析：
1. 目的：檢驗準確度指標。
2. 做法：
(1)應選用與批次樣品相同或類似基質之查核樣品。查核樣品應為可檢出樣品，得使用濃度經確認之參考物質，或以空白樣品/低濃度樣品添加方式自行製作。
(2)以空白樣品添加製作查核樣品時，依本規範樣品添加分析規定，於添加後應靜置至狀態穩定，再依檢驗方法要求方式製作檢液與分析。原則上定性檢驗方法添加1～2倍偵測極限濃度；定量檢驗方法添加2～5倍定量極限濃度、相關法規標準濃度或樣品經常檢出濃度。
(3)無法取得空白樣品之定量檢驗方法，原則上選擇含量介於定量極限1～3倍範圍之低濃度樣品，作為背景樣品；若以低於檢驗方法所訂要求定量極限之低濃度樣品執行時，應先添加定量極限濃度至此低濃度樣品中。添加濃度以樣品估計濃度執行。應將此背景樣品充分均質後分成至少4份，其中2份用於添加樣品及添加重複樣品，於同批次另執行背景樣品2重複分析，背景樣品2重複分析之相對差異百分比，亦應落入重複性警告界限內以證明背景樣品均勻性符合要求。查核樣品之添加前含量，以背景樣品2重複分析之平均值計算。
(4)定量檢驗方法之分析查核樣品，應計算查核樣品分析回收率(RQC %)。
RQC % = (X − Y)/A × 100
X：查核樣品檢驗值
Y：查核樣品之添加前含量(參考物質或空白樣品添加，本項以零計算)
A：參考物質標示值或添加方式製作之查核樣品添加值
(5)包括但不限於重金屬、黴菌毒素等可取得參考物質之檢驗品項，應至少每季(原則上約每間隔90 日)以參考物質執行查核樣品分析1次。
(6)以查核樣品2重複執行重複樣品分析時，查核樣品2次分析結果均應符合查核樣品品管範圍要求。
(三)重複樣品分析：
1. 目的：檢驗精密度指標(重複性)。
2. 做法：
(1)重複樣品分析之樣品應為可定量之樣品。
(2)重複樣品分析係將樣品依相同前處理及分析步驟同時執行檢驗，再計算重複樣品分析相對差異百分比(RPD %)。
RPD % = |X1−X2|/0.5(X1+X2) × 100 %
X1、X2：同一樣品執行2 重複分析時，所得之2次個別檢驗值
二、(一)乾燥金針花為了防止變黑，業者常會浸泡漂白劑亞硫酸鹽，經化學作用後會轉為二氧化硫；目前二氧化硫分析方法常使用蒸餾法測定，請詳述二氧化硫分析原理。（10分）
(二)火腿製造過程常會加入保色劑亞硝酸鹽，一般會利用比色法來定量火腿中亞硝酸鹽含量，請詳述其分析原理。
(一)蒸餾法測定乾燥金針花之二氧化硫分析原理：
本實驗乃利用樣品中的亞硫酸鹽於燒瓶中，在酸性條件下加熱，會蒸出SO2，再經過氮氣推送，到達含有過氧化氫(H2O2)的梨型燒瓶吸收氧化成硫酸(H2SO4)(反應式(1))，再用滴定管以標準鹼液(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。
(二)比色法定量火腿中亞硝酸鹽含量之分析原理：
本實驗乃將樣品去除脂質及蛋白質後，在弱酸(HCl)條件下，亞硝酸鹽與對胺基苯磺酸重氮化，再與鹽酸萘乙二胺(N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride)偶合成紫紅色物質，在540 nm可測其吸光值，比對標準曲線計算之。
三、凱式定氮法（Kjeldahl method）常用來測定食品中之總氮含量，實驗得到的總氮數值，再乘上特定的氮-蛋白質轉換係數（Conversion factor），即可得該食品之蛋白質含量。
(一)請詳述凱式定氮法（Kjeldahl method）主要步驟及原理。
(二)氮-蛋白質轉換係數會隨不同種類食品而不同，通常一般食品之轉換係數為6.25，此數值訂定依據為何？
(一)凱式定氮法（Kjeldahl method）主要步驟及原理：
1. 主要步驟：(A)分解→(B)蒸餾→(C)滴定
2. 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
(NH4)2SO4(aq)
(2)蒸餾
將分解瓶內的含氮物質，藉由40 % NaOH及熱蒸氣，以NH3型式轉移至半微量或微量之收集瓶內
a. 半微量：以H2SO4接收消耗H2SO4的酸產生(NH4)2SO4
b. 微量：以H3BO3接收產生(NH4)3BO3
NH3(g)、(NH4)2SO4(aq)、(NH4)3BO3(aq)
(3)滴定
a. 半微量：
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
b. 微量：
含氮物質(NH3)，會與收集瓶內的酸(H3BO3)作用，產生(NH4)3BO3，以H2SO4滴定(NH4)3BO3就可了解產生多少NH3(滴定法)；空白試驗，因沒有(NH4)3BO3產生，所以滴定量非常少(可不做空白試驗)
Na2SO4(aq)、(NH4)2SO4(aq)
(二)通常一般食品之轉換係數為6.25，此數值訂定依據：
蛋白質由碳、氫、氧、氮、硫組成，一般蛋白質含氮量為16%，吾人可由氮含量推得蛋白質含量。換句話說，由樣品含氮量乘以6.25即為蛋白質之大約含量，而一般蛋白質的轉換係數或稱含氮係數即為6.25。
因為蛋白質含量×16%＝含氮量，所以含氮量÷16%＝蛋白質含量，10016＝6.25。
四、(一)利用液相層析法分析市售雞精胺基酸含量、飲料單/雙糖組成及拿鐵咖啡因含量，請配對選擇下列合適的偵測器：折射率偵測器（refractive index detector）、螢光偵測器（Fluorescence detector）及紫外/可見光偵測器（Ultraviolet-visible detector），並詳述此三種偵測器之偵測原理及特色。
(二)樣品經高效率液相層析分離後，如何進行定性和定量？
(一)利用液相層析法分析市售食品之合適的偵測器與偵測原理及特色：
1. 雞精胺基酸含量：
(1)合適的偵測器：螢光偵測器（Fluorescence detector）。
(2)偵測原理：待分析成分於管柱分離後，分別先後到達螢光偵測器，再以設定的特定波長紫外光之激發光激發待分析成分，使其發射特定波長螢光之發射光，經光電管偵測設定的特定波長螢光強度。待分析成分濃度大，螢光強度大，波峰訊號強；待分析成分濃度小，螢光強度小，波峰訊號弱，因此獲得層析圖譜，以定性、定量。
(3)特色：具有螢光的物質，如維生素B2、黃麴毒素（aflatoxin）及其他黴菌毒素(需衍生化)檢測。若待測物不具螢光，可利用衍生化，將成分轉化為螢光性的衍生物，如蛋白質與胺基酸。對於微量分析（trace analysis）非常理想(因靈敏度高)。
2. 飲料單/雙糖組成：
(1)合適的偵測器：折射率偵測器（refractive index detector）。
(2)偵測原理：待分析成分於管柱分離後，分別先後到達RI偵測器，再以光照射整個移動相+待分析成分，產生折射光，經光電管偵測折射光強度以計算折射率。待分析成分濃度大，折射率大，波峰訊號強；待分析成分濃度小，折射率小，波峰訊號弱，因此獲得層析圖譜，以定性、定量。
(3)特色：不能使用梯度洗脫方法，因為移動相成分的任何變化都改變了其折光系數(折射率)，由此會引起基線訊號的變化，訊號將會一直漂動，而無法穩定。廣泛用於不含吸光基團的分析成分檢測，如碳水化合物和脂類。
3. 拿鐵咖啡因含量：
(1)合適的偵測器：紫外/可見光偵測器（Ultraviolet-visible detector）。
(2)偵測原理：待分析成分於管柱分離後，分別先後到達UV-VIS偵測器，再以設定波長的入射光照射待分析成分，產生穿透光，經光電管偵測穿透光強度以計算吸光值。待分析成分濃度大，吸光值大，波峰訊號強；待分析成分濃度小，吸光值小，波峰訊號弱，因此獲得層析圖譜，以定性、定量。
(3)特色：其定性分析是基於每種待測成分都具有各自特徵吸收/發射光譜，定量分析則取決於在某一波長下待測樣品溶液的紫外線可見光吸光度測定。可檢測含紫外線與可見光吸光基團的化合物（包括不飽和化合物，如酮、共軛芳香族化合物及一些無機的離子與複合物）。
(二)樣品經高效率液相層析分離後，進行定性和定量的方法：
1. 定性：將樣品打入高效率液相層析(HPLC)，獲得層析圖之波峰(peak)的滯留時間(retention time, RT)與波峰面積，並於同個分析條件下，注入標準品以獲得層析圖，比較樣品層析圖與標準品層析圖，波峰之相同滯留時間表示相同物質，由此可知樣品層析圖的波峰有那些物質。
2. 定量：以外部標準法之線性回歸法(Linear regression)或稱標準曲線法(standard curve method)、檢量線法為例，將樣品標準品配置不同濃度，於相同分析條件下注入高效率液相層析(HPLC)，利用樣品標準品各濃度之波峰面積與濃度作圖，求得樣品標準品波峰面積與濃度之回歸方程式y = ax + b後，代入未知濃度樣品之波峰面積，便可求得未知濃度樣品之濃度。
食品工廠管理
一、請回答下列有關食品工廠設備器具清潔衛生管理之問題：
(一)常見污染物組成及其清潔特性為何？
(二)清洗衛生管理原則為何？
(三)請設計一張設備器具衛生自主管理查檢表。
(一)常見污染物組成及其清潔特性：
1. 常見污染物組成：
(1)油汙。
(2)蛋白質、燒焦物、油垢。
(3)鈣、鎂的沉積物。
2. 清潔特性：
(1)油汙：使用中性洗潔劑來清潔，其對皮膚侵蝕及傷害性很小。
(2)蛋白質、燒焦物、油垢：使用鹼性洗潔劑來清潔，這類洗潔劑洗淨力強但具有強烈腐蝕性，對皮膚傷害性大，故需戴手套。
(3)鈣、鎂的沉積物：使用酸性洗潔劑來清潔，具有強烈腐蝕性會傷害皮膚，故需戴手套。
(二)清洗衛生管理原則：
參照「食品良好衛生規範準則」(103.11.7)附表二食品業者良好衛生管理基準：
二、設備及器具之清洗衛生，應符合下列規定：
（一）食品接觸面應保持平滑、無凹陷或裂縫，並保持清潔。
（二）製造、加工、調配或包(盛)裝食品之設備、器具，使用前應確認其清潔，使用後應清洗乾淨；已清洗及消毒之設備、器具，應避免再受污染。
（三）設備、器具之清洗消毒作業，應防止清潔劑或消毒劑污染食品、食品接觸面及包(盛)裝材料。
(三)請設計一張設備器具衛生自主管理查檢表：
二、食品安全監測計畫是食品製造業實施自主管理的方式之一，請回答下列問題：
(一)自主管理範圍為何？（10分）
(二)請說明建立檢驗計畫時，風險控管之原則及如何計算危害評等。
參照「食品製造業者訂定食品安全監測計畫指引」(111.3.30)：
(一)自主管理範圍：
食品製造業者建立自主管理體系，可參考本指引相關說明，由最高管理階層或其代表，在適當之評估及規劃下，配合合理之科學證據，策劃與企業相符之自主管理模式，由內圈至外環，層層建構品保系統，環環相扣完善管理措施。
(二)請說明建立檢驗計畫時，風險控管之原則及如何計算危害評等：
三、貼近市場消費者的聲音是新產品開發的成功要素，品質屋（House of Quality）是規劃新產品開發的工具之一，請回答下列問題：
(一)新產品發想階段，如何了解及確認消費者的需求？
(二)請畫圖說明品質屋組成，並說明建立品質屋的步驟。
(一)新產品發想階段，如何了解及確認消費者的需求？
可用5W1H(who, why, what, where, when 及how)方法之食品消費特性分析，以開發中秋月餅為例：
1. what：消費者至市場購買何物
(進而規劃產品)
購買美味、健康、質優、便宜的月餅
2. why：消費者購買的理由
(進而了解消費動機)
中秋節將至，吃月餅應景，同時購買的月餅需符合美味、健康、質優、便宜
3. who：消費者扮演何種角色
(了解誰是決策者、購買者、使用者)
月餅通常為具經濟收入的父母購買，食用者為一家大小
4. when：消費者何時購買
(了解尖峰、離峰時段、淡季、旺季)
月餅通常為下班時間或假日購買
5. where：消費者到那裏購買
(了解消費地點)
超市、大賣場、便利商店是消費者理想購買月餅的地方
6. how：消費者如何購買
(了解消費者個性、社會階級屬性、產品特色等購買模式)
通常以家庭為單位購買，且以整盒月餅為購買形式，並需以禮盒的方式盛裝
(二)請畫圖說明品質屋組成，並說明建立品質屋的步驟：
1. 畫圖說明品質屋組成：品質屋是將顧客需求轉換為產品設計所需之工程技術及組成，以使得企業所設計製造出來之產品，能符合市場上客戶需求。
2. 建立品質屋的步驟：
(1)客戶需求(Whats)：傾聽客戶聲音，建立客戶需求內容。
(2)需求評估(Whys)：了解客戶需求的重視程度，並將之依重視程度排序。
(3)技術需求(Hows)：討論該如何滿足客戶需求，所提出對應的技術項目。
(4)關係矩陣(Whats vs. Hows)：建立客戶需求與技術需求關係。
(5)技術需求關連矩陣(Hows vs. Hows)：找出技術需求與技術需求關係，以建立技術取捨關係。
(6)技術目標(How Muches)：找出技術需求達到客戶需求之重要性排序。
四、請說明產能（capacity）的定義，並說明食品工廠的短、中、長期生產計畫內容。
(一)產能（capacity）的定義：
生產單位於現狀的最大產出率，或所能承擔負荷的上限，稱為產能(capacity)。一般分為下列三種：(產能：DC>EC>AO)
1. 設計產能(design capacity, DC)：理想狀況下，所可能達成的最大產出率，又稱理想產能(ideal capacity)或正常產能。
2. 有效產能(effective capacity, EC)：考慮機器維護保養、午休、排程、產品組合改變，及生產線平衡等狀況後，所可能達成的最大產出率，又稱計畫產能或可用產能。
3. 實際產出(actual output, AO)：在人員缺席、機器損壞及缺料等真實生產狀況下，實際所達成的產出率。
(二)食品工廠的短、中、長期生產計畫內容：
1. 短期生產計畫：每月一次之生產計畫，為生產作業配合實際訂單而調整產能與人力的計畫，內容為：
(1)月份產能調整計畫，如設備增減、汰換、保養計畫、加班或外包等計畫。
(2)月份工作日數以及加班或外包決策。
(3)各種產品或訂單排定之生產數量及期間。
(4)各單位生產效率及考核辦法的擬定。
2. 中期生產計畫：期間大多為一年，屬於長期生產計畫配合的年度發展計畫，內容為：
(1)各類產品產量以及各月預定生產數量等計畫。
(2)年度物料採購計畫，如各種原料需求計畫、庫存計畫、供應商建立計畫等。
(3)年度人力需求、訓練及設備需求計畫，如部門人力需求狀況及設備產能等。
(4)其他改善計畫，如準時交貨、不良率改進及生產力提升等計畫。
3. 長期生產計畫：目的是在促使企業分階段完成目標，涵蓋期間通常為一年以上，內容則包括有：
(1)產品長期發展計畫。
(2)生產技術研發或導入引進計畫。
(3)未來產能擴充計畫。
(4)長期人才培養與管理改善計畫。
(5)長期自製或外購政策之規劃。
