115 身心障礙特考三等 園藝類科 園產品處理及加工學 考古題詳解

核心觀念

果實成熟度可由成熟過程中主要化學成分的變化判定。成熟時常見的趨勢是澱粉轉為糖、有機酸減少、葉綠素分解並形成成熟色素，因而使甜酸比與色澤改變。各果種的成分起始值及變化幅度不同，應依果種特性選擇指標，並以適當成熟度標準判讀，不能只用單一通用數值。

解題方法：依成分變化選擇成熟指標

1. 可溶性固形物（TSS／SSC）與糖分 取代表性果實榨汁，以折射計測定可溶性固形物，通常以 °Brix 表示；也可分析總糖、還原糖或蔗糖含量。許多果實成熟時，澱粉水解及糖分累積使可溶性固形物上升，可作為甜度與成熟程度的指標。折射計讀值包含糖以外的可溶性物質，因此是估算指標，不等於純糖含量。

2. 有機酸與可滴定酸度（TA） 果實成熟時，有機酸常因呼吸作用消耗或代謝轉化而下降。可將果汁以標準鹼液滴定至指定終點，計算可滴定酸度，並依果種以檸檬酸、蘋果酸或酒石酸等表示。果汁 pH 可作輔助測定，但 pH 反映氫離子活性，不能直接取代可滴定酸度。

3. 糖酸比（TSS／TA） 將可溶性固形物除以可滴定酸度，可表示果實甜酸平衡： $\text{糖酸比}=\frac{\text{TSS（或 SSC）}}{\text{TA}}$ 成熟時常因糖分增加、酸度降低而上升。柑橘等果實常用糖酸比判斷採收成熟度；不同品種的適採標準不同，須依品種與用途訂定。

核心觀念

本題考查蔬果加工與保存中，酸鹼值（pH）、水活性（$a_w$）與溫度如何影響腐敗性微生物的生長。這些因子會影響微生物的酵素活性、細胞膜功能與代謝速率，因此常用於控制或延緩腐敗。

• 酸鹼值（pH）：表示食品的酸鹼程度。多數細菌適合在接近中性的環境生長；酵母與黴菌通常較能耐酸。
• 水活性（$a_w$）：表示食品中可供微生物利用的水分程度，範圍為 $0$ 至 $1$。它不是食品的總含水量；糖、鹽等溶質會降低水活性。
• 溫度：微生物各有最低、最適與最高生長溫度。在適合範圍內升溫通常會加快生長，低溫則會減慢生長。

解題方法

依題目所列的三項因子，分別說明其對微生物生長的影響方向，再補充不同微生物的耐受差異。答題時須指出：這些因子對生長的影響並非所有微生物完全相同，但可透過降低 pH、降低 $a_w$ 或控制溫度來減緩多數腐敗菌的繁殖。

各因子與腐敗性微生物生長的關係

一、酸鹼值（pH）

多數腐敗性細菌在近中性環境生長較佳，偏酸或偏鹼的環境會抑制其生長。酸性條件會干擾細胞內酵素作用及膜的正常功能；當環境 pH 超出微生物可耐受範圍，生長速率會下降，甚至停止生長。

蔬果及其加工品常具有酸性，這通常對多數細菌形成抑制，但不能據此認為產品不會腐敗：酵母與黴菌的耐酸能力較強，仍可能在酸性蔬果產品中生長。因此，調酸可作為保存措施之一，但須搭配適當的熱處理、冷藏或其他控制方法。

核心觀念

香蕉與木瓜都屬於呼吸躍變型果實。採收後會進入呼吸與乙烯作用增強的成熟階段，果皮逐漸轉色，果肉也因細胞壁物質分解而軟化。題目問「貯運後無法正常轉色變軟」，核心是判斷貯運環境是否干擾果實的正常後熟作用。

最重要的原因是低溫障害（寒害，chilling injury）：香蕉、木瓜是熱帶果實，對低溫較敏感。若貯運溫度低於適宜範圍，尤其是長時間低溫，可能損害細胞膜與成熟代謝，使果實後熟失常。適溫會因品種、成熟度及貯藏時間而異；一般而言，香蕉在約 $13^\circ\mathrm{C}$ 以下、木瓜在約 $10\text{–}13^\circ\mathrm{C}$ 以下，寒害風險會增加。

解題方法

先將症狀拆成兩項判讀：

1. 果皮無法正常轉色：果實的葉綠素分解、類胡蘿蔔素形成等色素變化受阻，果皮可能持續青綠、轉色不均或出現暗斑。
2. 果肉無法正常變軟：果實的乙烯生成或作用受抑制，細胞壁分解酵素活性降低，果肉因而維持硬實。

接著從貯運因素找出能同時影響這兩種成熟反應的原因。香蕉與木瓜在低溫下，呼吸與酵素反應受到抑制；低溫持續過久時，細胞膜受損，復溫後也不能順利恢復正常成熟。

核心觀念

本題考查濃縮果汁的非加熱濃縮原理，以及兩種技術如何在除水時保留果汁品質。冷凍濃縮與膜過濾濃縮都不以蒸發水分為主要途徑，因此可減少熱對香氣、色澤與熱敏感營養成分的影響；主要差異在於：冷凍濃縮以結冰分離水分，膜濃縮以選擇性透膜分離水分。

解題方法

依序說明各技術的「分離原理、操作方式、優點與限制」，並比較濃縮程度及風味保留。作答時要指出：冷凍濃縮的難處在冰晶分離與洗滌；膜濃縮的限制則與膜的選擇性、污染及壓力操作有關。

一、冷凍濃縮（Freeze Concentration）

**意涵與原理：**將果汁冷卻至水分結冰，使水形成冰晶並從液相中分離。糖、有機酸、色素及大部分可溶性成分主要留在未凍結的濃縮液中。實務上常控制冰晶生成與成長，再將冰晶與濃縮液分離；必要時洗滌冰晶，以降低冰中夾帶的果汁溶質。通常可採懸浮式或漸進式結冰與固液分離流程。

優點：

• 操作溫度低，能減少熱敏感成分劣變，並較能保留果汁的天然色澤與新鮮風味。
• 不需以蒸發大量水分的方式濃縮，適合用於重視香氣品質的果汁。
• 可降低加熱造成的褐變及熟煮味。

缺點：

• 冰晶容易夾帶濃縮液；冰晶純度與分離效率會影響溶質回收率及產品濃度。
• 要取得較高濃度，常需多段結冰、分離或洗滌，設備與操作較複雜，耗能與成本可能偏高。
• 冰晶分離不完全時，產品濃縮效率受限，且可能伴隨部分可溶性物質損失。

二、膜過濾濃縮（Membrane Concentration）