110 農會招考七職等晉升六職等 加工製造 農會第6次招考七職等晉升六職等 (食品加工實務) 考古題詳解

核心觀念

本題考查《食品器具容器包裝衛生標準》對食品接觸材料中風險物質的管制方式。其限量判定分為兩類試驗：

1. 材質試驗（含量試驗）
2. 溶出試驗

前者檢驗風險物質存在於器具、容器或包裝材料本身的含量；後者檢驗該物質在使用情況下是否會移入食品或食品模擬溶液中。

本題以命題當年（民國110年）法規為準；現行《食品器具容器包裝衛生標準》已歷經修正，實際執法應依現行規定辦理。

解題方法

看到題目中的「所含風險物質之限量」及「試驗之意涵」，應從「材料本身」與「移入食品」兩個層次作答：

一、材質試驗

材質試驗是將食品器具、容器或包裝材料本身取樣分析，測定其中鉛、鎘、汞、砷等重金屬或其他受管制物質的含量。

其意涵是：

• 判斷材料本身是否含有過量的風險物質。
• 管制製造原料、添加物、色料或回收材料所帶入的污染。
• 反映產品的「總含量」或材料內部所含的危害物質程度。

此試驗主要回答：「這個材料本身含有多少風險物質？」

二、溶出試驗

溶出試驗是以水、酸性溶液、酒精溶液或其他食品模擬溶液，在規定的溫度、時間及接觸條件下，與食品器具、容器或包裝接觸，再測定溶液中溶出的風險物質含量。

其意涵是：

核心觀念

本題考《食品安全衛生管理法》第3條對「食品業者」的法定定義。食品業者的範圍不只包括食品製造商，也涵蓋食品流通、販售、餐飲，以及食品相關器具、容器、包裝與食品用洗潔劑的業者。

以下內容以命題當年（民國110年）法規為準。

法定定義

依《食品安全衛生管理法》第3條規定：

食品業者：指從事食品或食品添加物之製造、加工、調配、包裝、運送、貯存、販賣、輸入、輸出，或從事食品器具、食品容器或包裝、食品用洗潔劑之製造、加工、輸入、販賣，及餐飲業之業者。

因此，食品業者可整理為下列三大類：

一、從事食品或食品添加物相關業務者

包括從事下列任一業務之業者：

• 製造
• 加工
• 調配
• 包裝
• 運送
• 貯存
• 販賣
• 輸入
• 輸出

例如食品工廠、食品添加物製造商、食品進口商、食品批發商、物流業者、倉儲業者及零售商等，均可能屬於食品業者。

二、從事食品相關器具、容器或包裝業務者

包括從事下列業務之業者：

• 食品器具之製造、加工、輸入、販賣
• 食品容器或包裝之製造、加工、輸入、販賣

例如製造餐具、食品加工機械、塑膠食品容器、罐頭容器、保鮮膜或食品包裝材料的業者。

三、餐飲業者

餐飲業者亦明文列入食品業者，例如：

• 餐廳
• 飲料店
• 團膳業者
• 餐盒食品業者
• 學校、醫院或機關供膳單位
• 其他提供餐飲服務之業者

解題方法

本題屬於法規定義題，答題時應直接引用條文並依業務內容分類，不宜只回答「食品製造商、販賣商及餐飲業者」。

最完整的作答架構是：

核心觀念

本題考查農委會推動農產加工與農產加值政策時，所設置之「農產加工整合服務中心」及「農產加值打樣中心」的功能。其核心目的，是協助農民、農企業及產地組織將初級農產品轉化為具商品價值的加工品，提升農產品附加價值，降低自行建置加工設備與研發技術的門檻。

兩類中心的服務重點可概括為：

1. 農產品加工技術輔導。
2. 新產品研發與試製。
3. 加工設備及場域的共享使用。
4. 食品安全、品質及法規諮詢。
5. 包裝、標示、保存及商品化輔導。
6. 協助產品上市、品牌建立與市場行銷。

解題方法

本題沒有提供選項，應採「政策目的—服務內容—產業效益」三層次作答：

• 先說明中心設立的政策目的：協助農產品加工及加值。
• 再依農產品從原料到商品的流程，列出各項服務。
• 最後說明其對農民及農企業的效益，形成完整答案。

農產加工的基本流程可表示為：

$$原料生產 \rightarrow 加工技術 \rightarrow 試製打樣 \rightarrow 品質與安全檢測 \rightarrow 包裝商品化 \rightarrow 市場銷售$$

因此，中心的服務應涵蓋從「原料評估」到「產品上市」的整體鏈結，而不只是單純提供加工機器。

主要服務內容

一、農產品加工技術諮詢與輔導

依農產品的特性，提供清洗、分級、切割、乾燥、冷凍、醃漬、發酵、萃取、濃縮、殺菌及包裝等加工技術的諮詢，協助業者選擇適當製程與設備。

輔導內容包括：

• 原料特性分析。
• 加工方法選擇。
• 製程條件設定。
• 加工流程改善。
• 產品品質穩定化。
• 生產成本與良率評估。

二、新產品研發與打樣試製

協助將農產品開發為果乾、果醬、飲品、醬料、米穀製品、豆類製品、冷凍食品、調理食品及其他加工食品。

打樣中心特別重視小量試製，讓業者在正式量產前，先確認：

• 配方是否適當。
• 製程是否可行。
• 產品風味與口感是否符合市場需求。
• 保存期限是否足夠。
• 量產時是否具經濟效益。

三、加工設備、場域及儀器共享

提供農民、農民團體、農企業及地方產業使用加工場域、試製設備與檢測儀器，降低個別業者購置設備及建置工廠的負擔。

服務可包括：

• 小量加工與試製。
• 中試規模生產。
• 加工設備操作。
• 製程參數測試。
• 產品樣品製作。
• 生產流程示範與教育訓練。

四、食品安全與品質管理輔導

協助業者建立安全、衛生且穩定的加工流程，並提供微生物、理化性質及產品品質相關的檢測與諮詢。

核心觀念

本題考查豆腐製造中「凝固劑的種類、化學組成、凝固機制及對產品品質的影響」。豆漿中的主要凝固對象為大豆蛋白質，凝固劑使蛋白質彼此聚集，形成三維網狀結構，並包埋水分與脂質，製成豆腐。

常見凝固方式可分為：

1. 鹽類凝固：以鎂鹽、鈣鹽提供金屬離子，使蛋白質凝聚。
2. 酸凝固：使豆漿 pH 降至大豆蛋白質等電點附近，降低蛋白質溶解度而凝固。

大豆蛋白質的等電點約為 pH 4.5，接近此範圍時，蛋白質所帶的淨電荷降低，靜電排斥力減弱，較容易聚集形成豆腐凝膠。

解題方法

作答時可採「名稱 → 化學組成 → 凝固原理 → 品質特性」的順序，選擇三種代表性且凝固機制不同的凝固劑，答案完整度最高。以下以硫酸鈣、氯化鎂及葡萄糖酸-δ-內酯說明。

一、硫酸鈣（Calcium sulfate，石膏）

1. 化學組成

主要成分為硫酸鈣，常以二水硫酸鈣存在：

$$\mathrm{CaSO_4 \cdot 2H_2O}$$

加入豆漿後，逐漸溶解並釋放鈣離子：

$$\mathrm{CaSO_4 \rightarrow Ca^{2+} + SO_4^{2-}}$$

硫酸鈣溶解度較低，因此鈣離子釋放速度較慢。

2. 凝固原理

鈣離子可與大豆蛋白質上的帶電基團作用，降低蛋白質間的排斥力，並促進蛋白質分子間的連結與聚集，形成凝膠網狀結構。

3. 產品品質特性

• 凝固速度較慢，凝固作用較溫和。
• 製品通常含水量較高，豆腐質地細嫩、柔軟。
• 豆腐產率通常較高。
• 可增加豆腐的鈣含量。
• 適合製作嫩豆腐、板豆腐等產品。
• 使用量過多會使豆腐過硬，並可能產生粉質、粗糙口感。

二、氯化鎂（Magnesium chloride，鹵水、滷水）

1. 化學組成

主要成分為氯化鎂，食品加工中常見六水合氯化鎂：

$$\mathrm{MgCl_2 \cdot 6H_2O}$$

溶於豆漿後解離為鎂離子與氯離子：

$$\mathrm{MgCl_2 \rightarrow Mg^{2+} + 2Cl^-}$$

天然鹵水中除氯化鎂外，也可能含有少量其他鎂鹽、鈣鹽及礦物鹽。

2. 凝固原理

鎂離子可與大豆蛋白質的帶電基團產生作用，促進蛋白質分子聚集及凝膠形成。氯化鎂溶解性高，離子釋放較快，因此凝固速度通常比硫酸鈣快。

3. 產品品質特性

• 凝固速度快，操作時間較短。
• 製品凝膠強度較高，豆腐較緊實。
• 豆腐具有較好的彈性與咬感。
• 適合製作傳統硬豆腐、板豆腐。
• 使用量適當時風味自然；使用過量時容易產生苦味、澀味。
• 凝固速度過快或攪拌不均，容易造成組織不均、孔洞較多及口感粗糙。

三、葡萄糖酸-δ-內酯（Glucono-δ-lactone，GDL）

1. 化學組成

葡萄糖酸-δ-內酯的分子式為：

$$\mathrm{C_6H_{10}O_6}$$

核心觀念

本題考查各類發酵食品的「主要功能微生物」，判斷重點在於產品的原料、發酵方式及主要代謝產物：

• 穀物或豆類的固態發酵：常以麴黴產生澱粉酶、蛋白酶，分解原料。
• 高鹽發酵：以耐鹽酵母及乳酸菌維持發酵。
• 黏性豆類發酵：常由芽孢桿菌產生黏性物質。
• 酒精發酵：由酵母將糖轉化為酒精與二氧化碳。
• 乳酸發酵：由乳酸菌將乳糖轉化為乳酸。
• 發酵豆腐乳：先由黴菌形成菌絲及酵素，分解豆腐中的蛋白質與脂肪。

解題方法

依產品逐項對應「主導發酵微生物」及其作用即可。答題時應寫出：

1. 產品名稱。
2. 主要微生物。
3. 微生物在製程中的主要作用或產物。

其中醬油與味增屬於豆類、穀類麴製品，需掌握「製麴菌」；葡萄酒、優酪乳則分別對應酒精發酵與乳酸發酵；納豆及豆腐乳具有較鮮明的代表性菌種。

各產品主要微生物

一、醬油

主要微生物包括：

• **麴黴：**以米麴黴（Aspergillus oryzae）或醬油麴黴（Aspergillus sojae）為主。
• **耐鹽酵母：**主要為 Zygosaccharomyces rouxii。
• **乳酸菌：**常見為耐鹽性乳酸菌，如 Tetragenococcus halophilus。

製作醬油時，麴黴先在豆類與穀類原料上生長，產生澱粉酶、蛋白酶等，將澱粉分解為糖，將蛋白質分解為胺基酸及胜肽。後續醬醪中的耐鹽酵母進行酒精發酵，形成醬油香氣；乳酸菌則產生乳酸，調整酸度並促進風味形成。

**答題核心：**醬油的代表性微生物是麴黴；若要求較完整，應同時寫出耐鹽酵母與耐鹽乳酸菌。

二、味增

主要微生物包括：

• **麴黴：**以米麴黴（Aspergillus oryzae）為主。
• **酵母：**如 Zygosaccharomyces rouxii 等耐鹽酵母。
• **乳酸菌：**參與酸味及複合風味形成。

味增製造時，麴黴產生蛋白酶與澱粉酶，使大豆蛋白質分解成胺基酸、胜肽，使米或麥中的澱粉轉化為糖。之後在鹽分環境中，由耐鹽酵母及乳酸菌進行熟成，產生醇、酸及其他香氣物質。

**答題核心：**味增的製麴主菌為麴黴，後續熟成則由耐鹽酵母及乳酸菌共同作用。

三、納豆

主要微生物為：

• 納豆芽孢桿菌：（Bacillus subtilis var. natto），現多歸於 Bacillus subtilis natto。

納豆芽孢桿菌在蒸煮大豆上繁殖，分泌蛋白酶，分解大豆蛋白質，並產生聚麩胺酸（poly-γ-glutamic acid），形成納豆特有的黏絲及特殊氣味。

**答題核心：**納豆直接聯想到「納豆芽孢桿菌」；不可答成乳酸菌或酵母。

四、葡萄酒

主要微生物為：

• **葡萄酒酵母：**主要為 Saccharomyces cerevisiae。

葡萄汁中的葡萄糖與果糖經酵母進行酒精發酵，基本反應為：

$$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + energy}$$

因此產生乙醇與二氧化碳。部分葡萄酒在後續進行蘋果酸乳酸發酵，由乳酸菌將蘋果酸轉化為乳酸，使酸味較柔和，但葡萄酒的主要酒精發酵菌仍為酵母。

核心觀念

本題考查「食用膠」的定義、食品加工功能，以及依天然來源分類的代表性品項。

食用膠（edible gums）是指可供食品使用，具有親水性，能在水中溶解、分散、膨潤或形成膠體系統的高分子物質，主要包括多醣類與蛋白質類。其共同特性是能夠吸水、增稠、穩定食品組織，部分食用膠還能形成具有彈性或凝膠強度的凝膠。

食用膠不一定都能形成堅硬的「膠凍」；有些主要作用是增加黏度、懸浮固形物或穩定乳化系統。因此，「食用膠」的範圍比單純的凝膠劑更廣。

解題方法

本題可分成三部分作答：

1. 先定義食用膠。
2. 再說明其在食品工業上的主要用途。
3. 最後依來源列出植物膠、微生物膠及動物膠，各舉兩種。

作答時應以「功能分類」搭配「來源分類」，避免只列名稱而未說明用途，導致答案不完整。

食用膠在食品工業上的用途

一、增稠作用

食用膠吸收水分後，可提高食品的黏度，使產品具有適當的濃稠度與口感。

例如：

• 果醬、果凍及餡料的稠度控制。
• 沙拉醬、濃湯及醬料的增稠。
• 飲料中增加滑順與厚實口感。

常用的增稠性食用膠包括關華豆膠、黃原膠、阿拉伯膠及果膠等。

二、凝膠作用

部分食用膠可在冷卻、加熱或添加特定離子後形成三維網狀結構，將水分包埋其中而形成凝膠。

例如：

• 果凍、布丁及果凍糖的成形。
• 肉製品、魚製品及乳製品的組織形成。
• 素食凝膠食品的製作。

明膠、果膠、瓊脂及鹿角菜膠均具有不同程度的凝膠能力。

三、穩定懸浮系統

食用膠可增加連續相黏度，使食品中的固形物不易沉降或分層。

例如：

• 可可飲料中抑制可可粉沉澱。
• 果汁飲料中使果肉均勻分散。
• 調味醬中維持香辛料或顆粒均勻懸浮。

四、乳化與乳化穩定作用

有些食用膠具有界面活性或能提高連續相黏度，可協助油水混合，並減少乳化系統的分離。

例如：

• 沙拉醬及美乃滋的穩定。
• 飲料乳化香料的分散。
• 冰淇淋中脂肪與水相的穩定。

阿拉伯膠常用於飲料香料乳化及油脂包覆。

五、保水與改善質地

食用膠能與水結合，降低水分流失，改善食品的柔軟性、彈性、滑潤感及咀嚼性。

例如：

• 麵包、蛋糕延緩老化。
• 肉製品提高保水性與嫩度。
• 冰淇淋降低冰晶生成，改善細緻度。

六、抑制冰晶及改善冷凍食品品質

部分食用膠能限制水分移動及冰晶長大，因此可改善冰淇淋、冷凍甜點及冷凍食品的口感。

七、成膜與包覆

某些食用膠可形成薄膜，用於食品表面包覆、香味包埋及微膠囊化，以保護成分並控制釋放。

依來源分類及代表性種類

一、植物膠

植物膠來自植物的樹液、種子、果實或細胞壁等部位，主要成分多為多醣類。

常見種類如下：

1. 阿拉伯膠（gum arabic） 由金合歡屬植物樹液取得，具有良好水溶性及乳化穩定性，常用於飲料香料乳化、糖果、口香糖及香味包覆。

2. 關華豆膠（guar gum） 由關華豆種子胚乳取得，具有很強的吸水與增稠能力，常用於冰淇淋、醬料、乳製品及烘焙食品。

其他植物來源食用膠尚包括：

• 果膠（pectin）：常用於果醬及果凍。
• 刺槐豆膠（locust bean gum）：常用於冰淇淋及乳製品。
• 黃蓍膠（tragacanth gum）。
• 卡拉亞膠（karaya gum）。

海藻來源的瓊脂、鹿角菜膠及褐藻膠，在廣義天然來源分類中有時歸入植物性膠；若考試要求嚴格區分，則可另列為「海藻膠」。

二、微生物膠

核心觀念

本題考查三個相互連結的觀念：

1. 小麥麵筋蛋白質的組成與特性。
2. 麵糰中麵筋網狀結構的形成機制。
3. 麵粉蛋白質含量、蛋白質品質與麵粉加工品黏彈性的關係。

麵筋（gluten）主要由小麥胚乳中的儲藏性蛋白質組成，核心成分為：

• 麥醇溶蛋白（gliadin）
• 麥穀蛋白（glutenin）

小麥蛋白質也含有白蛋白（albumin）與球蛋白（globulin），但此二者主要屬於水溶性或鹽溶性蛋白，對麵筋網狀結構的直接貢獻較小。

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一、小麥麵筋蛋白質之組成

1. 麥醇溶蛋白（Gliadin）

麥醇溶蛋白多為單體型蛋白質，分子間聚合程度較低，主要提供麵糰的：

• 黏性
• 延展性
• 流動性
• 麵糰伸長能力

麥醇溶蛋白可使麵糰容易拉長，具有類似塑性與延展性的作用，但單獨形成的結構強度較弱，因此不能充分提供麵糰的彈性與抗變形能力。

2. 麥穀蛋白（Glutenin）

麥穀蛋白屬於聚合型蛋白質，由不同蛋白質次單元以二硫鍵連結形成大分子聚合物，主要提供麵糰的：

• 彈性
• 韌性
• 抗延伸性
• 結構強度
• 持氣能力

麥穀蛋白可分為高分子量麥穀蛋白次單元（HMW glutenin subunits）與低分子量麥穀蛋白次單元（LMW glutenin subunits）。其中高分子量次單元對麵糰彈性、強度及烘焙品質尤其重要。

3. 麥筋的整體組成

麥筋不是單一蛋白質，而是麥醇溶蛋白與麥穀蛋白吸水後互相作用形成的蛋白質複合網絡。其主要特性可整理如下：

蛋白質	主要結構型態	對麵糰的主要作用
麥醇溶蛋白	單體型	黏性、延展性、流動性
麥穀蛋白	聚合型	彈性、強度、韌性、持氣性
白蛋白、球蛋白	水溶性、鹽溶性	營養與酵素功能，對麵筋骨架作用較小

麥筋品質不僅取決於蛋白質總量，也取決於麥穀蛋白與麥醇溶蛋白的比例、麥穀蛋白聚合程度、二硫鍵數量，以及蛋白質本身的胺基酸組成。

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二、麵糰結構生成機制

1. 加水使蛋白質水合

麵粉加水後，麵粉中的麥醇溶蛋白與麥穀蛋白吸收水分，蛋白質分子由緊密狀態逐漸展開，暴露出具有親水性與疏水性的區域。

水合作用使蛋白質具有移動性，並為蛋白質分子間的接觸與重新排列提供條件。若沒有適當水分，蛋白質無法充分展開，也無法形成連續的麵筋結構。

2. 攪拌促進蛋白質排列與交聯

攪拌時，麵糰受到拉伸、壓縮及剪切作用，蛋白質分子逐漸排列成連續的三維網絡。攪拌可促進下列作用：

• 麥醇溶蛋白與麥穀蛋白互相接觸。
• 蛋白質分子間形成氫鍵。
• 疏水性區域互相聚集。
• 半胱胺酸基團間形成二硫鍵。
• 麥穀蛋白聚合物彼此連結，增加網絡強度。

其中，二硫鍵是麥筋形成與穩定的重要共價鍵；氫鍵、疏水作用及其他非共價作用則共同維持蛋白質網絡的空間結構。

3. 形成連續的麵筋網絡

成熟麵糰中的麵筋蛋白會形成連續的三維網狀骨架，澱粉顆粒分散於其中，水分則分布於蛋白質與澱粉相之間。

此網絡具有兩項重要功能：

• 以麥穀蛋白提供的彈性與強度支撐麵糰。
• 以麥醇溶蛋白提供的延展性，使麵糰可拉伸而不立即斷裂。

在酵母發酵麵糰中，酵母產生的二氧化碳被麵筋網絡捕捉，形成氣室，使麵糰膨脹。烘焙加熱後，蛋白質凝固、澱粉糊化，麵筋網絡固定下來，形成麵包的內部組織。

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三、麵粉蛋白質含量與加工品黏彈性的關聯

1. 蛋白質含量越高，通常麵筋量越多

在蛋白質品質相近的前提下，麵粉蛋白質含量越高，吸水後可形成的麵筋量通常越多，麵糰具有較高的：

• 吸水率
• 攪拌耐受性
• 彈性
• 抗延伸性
• 持氣能力
• 加工穩定性

核心觀念

本題比較三種米的差異，核心在於稻穀碾製時，各米粒外層組織被去除的程度不同。

稻穀去除稃、稈等外殼後，所得為糙米。糙米米粒主要由下列部分組成：

1. 果皮、種皮、外胚乳及糊粉層：合稱米糠層。
2. 胚芽：未來發育成幼苗的部分。
3. 胚乳：主要由澱粉組成，是白米的主要部分。

三種米的基本關係為：

$$\text{糙米} \rightarrow \text{胚芽米} \rightarrow \text{精白米}$$

加工程度逐漸增加，米糠層及胚芽逐步被去除，精白率下降，膳食纖維、維生素及礦物質含量也隨之降低。

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解題方法

本題可依「製程 → 精白率 → 營養成分」三個層次作答：

1. 先說明各種米保留或去除哪些構造。
2. 再比較精白率及其與碾磨程度的關係。
3. 最後說明米糠層、胚芽及胚乳所含營養成分的差異。

判斷重點是：米糠層與胚芽富含營養，但脂質及酵素也較多，因此保存性較差；精白米雖然保存性及外觀較佳，但營養素損失較多。

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一、糙米（brown rice）

1. 製程

稻穀經乾燥、清理後，利用礱穀機去除稻穀外殼，保留米粒外層的米糠層、胚芽及胚乳，即得糙米。

其主要製程為：

$$\text{稻穀} \xrightarrow{\text{去稃}} \text{糙米}$$

糙米未經或僅經極輕微精米處理，因此米粒表面通常呈黃褐色或淡褐色。

2. 精白率

糙米為精白加工的基準，通常將其精白率視為約 $100\%$，表示尚未大量去除米糠層及胚芽。

精白率可概念性表示為：

$$\text{精白率} = \frac{\text{加工後米的重量}}{\text{加工前糙米重量}} \times 100\%$$

實際數值會受品種、碾米設備、碾磨時間及加工要求影響。

3. 營養成分

糙米保留完整米糠層及胚芽，因此：

• 膳食纖維含量較高。
• 維生素 $B_1$、$B_2$、菸鹼素及維生素 $E$ 較豐富。
• 含有較多礦物質，如鎂、磷、鉀、鐵及鋅。
• 胚芽及米糠含有蛋白質、脂質、植化素及抗氧化成分。
• 澱粉主要集中於胚乳，但以百分比而言，因保留米糠及胚芽，碳水化合物比例低於精白米。

糙米的缺點是米糠層含有較多脂肪分解酵素，容易產生游離脂肪酸，使米飯出現油耗味，因此保存期限通常短於精白米，烹煮時也較需要浸泡及較長加熱時間。

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二、胚芽米（germ rice）

題目所列的 “sperm rice” 並非食品加工上的標準英文名稱；胚芽米通常稱為 “germ rice” 或 “germinated-germ retained rice”，本題以胚芽米的通常定義作答。

1. 製程

胚芽米是將糙米進行適度碾磨，去除大部分米糠層，但盡量保留胚芽。

其製程可表示為：

$$\text{稻穀} \xrightarrow{\text{去稃}} \text{糙米} \xrightarrow{\text{輕度碾磨、保留胚芽}} \text{胚芽米}$$

胚芽米的判斷重點不是完全不去米糠，而是「去除米糠層的大部分，同時保留胚芽」。若胚芽也被大幅去除，則已接近一般精白米。

2. 精白率

胚芽米的精白率介於糙米與精白米之間，常見約為 $92\% \sim 95\%$，實際數值依加工條件而異。

其關係為：

$$\text{糙米精白率} > \text{胚芽米精白率} > \text{精白米精白率}$$

若以糙米重量為基準，胚芽米因去除部分米糠層，重量會比糙米減少；但因保留胚芽，其精白率通常高於一般精白米。

3. 營養成分

胚芽米的營養成分介於糙米與精白米之間：

• 因保留胚芽，維生素 $B$ 群、維生素 $E$、蛋白質、脂質及礦物質仍較精白米豐富。
• 因米糠層大部分已被去除，膳食纖維低於糙米。
• 澱粉比例高於糙米，但通常低於精白米。
• 口感、色澤及消化性較接近精白米。
• 保存性通常優於糙米，但因仍保留胚芽，脂質氧化及酸敗風險仍高於精白米。

胚芽米可視為兼顧營養與食用品質的中間型產品。

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核心觀念

$K$ 值是以魚肉中 ATP（腺苷三磷酸）及其分解產物的含量，評估魚肉鮮度的化學指標。魚死亡後，肌肉內 ATP 依序分解：

$$\mathrm{ATP \rightarrow ADP \rightarrow AMP \rightarrow IMP \rightarrow HxR \rightarrow Hx}$$

其中：

• ATP：腺苷三磷酸
• ADP：腺苷二磷酸
• AMP：腺苷一磷酸
• IMP：肌苷酸，具有鮮味
• HxR：肌苷
• Hx：次黃嘌呤

解題方法

$K$ 值通常定義為魚肉中肌苷與次黃嘌呤，占所有 ATP 相關化合物的比例：

$$K(\%)= \frac{[\mathrm{HxR}]+[\mathrm{Hx}]} {[\mathrm{ATP}]+[\mathrm{ADP}]+[\mathrm{AMP}]+[\mathrm{IMP}]+[\mathrm{HxR}]+[\mathrm{Hx}]} \times 100$$

魚死亡初期，ATP 及其前段分解物含量較高，$K$ 值較低。隨著儲藏時間增加，ATP 逐步分解，肌苷與次黃嘌呤累積，分子式分子式中的分子式比例上升，因此 $K$ 值隨魚肉鮮度降低而增加。

$K$ 值與魚肉鮮度的關聯

一般判斷原則如下：

• $K$ 值低：魚肉較新鮮。
• $K$ 值上升：表示 ATP 分解持續進行，鮮度逐漸下降。
• $K$ 值高：表示魚肉已不新鮮，並可能出現異味、苦味等品質劣化現象。

核心觀念

亞硝酸鹽是肉品醃漬中常用的發色與保藏成分，主要作用包括：

1. 固定肉品色澤 亞硝酸鹽在肉品中可形成一氧化氮（NO），與肌紅蛋白結合生成亞硝基肌紅蛋白（nitrosomyoglobin），使醃漬生肉呈現穩定的紅色。加熱後則形成亞硝基血色原（nitrosohemochrome），使火腿、香腸等熟肉品呈現特有的粉紅色。

2. 抑制微生物，特別是肉毒桿菌 亞硝酸鹽可抑制肉毒桿菌（Clostridium botulinum）孢子發芽及毒素形成，並對部分腐敗菌與病原菌具有抑制作用，因此能提高醃漬肉品的安全性。

3. 增加醃肉特有風味 亞硝酸鹽參與醃漬肉品風味的形成，使火腿、培根、香腸等具有特殊的醃肉香氣與滋味。

4. 延緩脂肪氧化與酸敗 亞硝酸鹽具有抗氧化效果，可降低脂肪氧化所造成的哈敗味，維持肉品的風味與品質。

解題方法

本題要求「說明功用」，作答時應以「色、菌、味、氧化」四個方向完整回答：

• 色：固定紅色，形成醃肉特有色澤。
• 菌：抑制肉毒桿菌及部分微生物。
• 味：形成醃漬肉品特殊風味。
• 氧化：延緩脂肪氧化，防止酸敗。

核心觀念

本題考查食品乾燥過程中，食品內部水分移除、乾燥速率變化，以及食品表面溫度與乾燥階段之間的關係。典型熱風乾燥可分為：

1. 預熱升溫期
2. 恆速乾燥期
3. 降速乾燥期
4. 接近平衡水分期

食品乾燥的主要目的，是利用熱能使食品中的水分蒸發，再藉由空氣流動將水蒸氣移除。

食品含水量可用濕基或乾基表示：

$$X_w=\frac{m_w}{m_w+m_s}$$ $$X=\frac{m_w}{m_s}$$

其中：

• $m_w$：食品中水分質量
• $m_s$：食品中乾固形物質量
• $X_w$：濕基含水率
• $X$：乾基含水率

乾燥速率可表示為：

$$N=-\frac{1}{A}\frac{dM_w}{dt}$$

若以乾固形物為基準，常寫成：

$$N=-\frac{M_s}{A}\frac{dX}{dt}$$

其中：

• $N$：乾燥速率
• $A$：乾燥表面積
• $M_w$：食品中水分質量
• $M_s$：乾固形物質量
• $X$：乾基含水率

負號表示食品水分隨時間減少。

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解題方法

作圖時應以「時間」或「含水率」為橫軸，並依照乾燥機理標示重要階段：

• 水分含量—時間曲線：呈下降趨勢
• 乾燥速率—含水率曲線：先維持高而近似固定，再逐漸下降
• 表面溫度—時間曲線：先升高，恆速乾燥時接近濕球溫度，降速乾燥時再升高

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一、食品水分含量變化曲線

$$\text{食品水分含量}$$

高 │\
 │ \
 │ \ 恆速乾燥期
 │ \──────────
 │ \
 │ \
 │ \ 降速乾燥期
 │ \______
低 │ ─── 接近平衡水分
 └────────────────────────────── 時間
 預熱期 臨界點 平衡點

曲線意涵：

1. 預熱升溫期

食品剛進入乾燥環境時，食品溫度逐漸升高，表面水分開始蒸發，含水率下降幅度通常較小。

2. 恆速乾燥期

食品表面保持濕潤，表面水分蒸發速率大致固定，因此水分含量與時間接近直線下降。

此階段的蒸發行為類似自由水在表面蒸發，乾燥速率主要受到外部傳熱及傳質條件控制，例如：

• 熱風溫度
• 空氣流速
• 空氣相對濕度
• 食品表面積

3. 臨界含水率

當食品表面無法再持續維持完整的濕潤狀態時，乾燥速率開始下降，此時的含水率稱為臨界含水率 $X_c$。

4. 降速乾燥期

食品表面逐漸乾燥，水分必須由食品內部向表面移動，再蒸發至空氣中。此時乾燥速率受到食品內部水分移動控制，含水率曲線呈彎曲下降。

5. 平衡含水率

當食品的水蒸氣分壓與乾燥空氣達到平衡時，水分幾乎不再移除，此時含水率接近平衡含水率 $X_e$。

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二、乾燥速率曲線

乾燥速率曲線通常以乾燥速率 $N$ 為縱軸、食品乾基含水率 $X$ 為橫軸：

$$\text{乾燥速率 }N$$

高 │ ┌────────────── 恆速乾燥速率 Nc
 │ │
 │ │
 │ │\
 │ │ \
 │ │ \
 │ │ \ 降速乾燥區
 │ │ \
低 │______│_____ \____________
 └────────────────────────── 食品含水率 X
 Xc Xe
 臨界含水率 平衡含水率

圖中若由高含水率向低含水率移動，乾燥過程依序為恆速區及降速區。

曲線意涵：

1. 恆速乾燥區

當 $X>X_c$ 時，食品表面持續有水分供應，乾燥速率約為固定值 $N_c$：

$N\approx N_c$

此階段主要受外部空氣條件控制。

核心觀念

本題考查罐頭食品熱殺菌程序的建立，核心是以罐內「最慢升溫位置」即冷點（cold spot）的溫度變化，評估整個殺菌過程對目標微生物所提供的殺菌效果。

主要觀念包括：

• 熱穿透曲線（heat penetration curve）
• 目標微生物的耐熱性
• $D$ 值、$z$ 值
• 參考溫度
• 殺菌值 $F$

其中：

1. $D$ 值：在特定溫度下，使微生物數量降低 $1$ log，即降低 90% 所需的時間。
2. $z$ 值：使 $D$ 值改變 10 倍所需的溫度差。
3. $F$ 值：在指定參考溫度下，與實際加熱過程具有相同殺菌效果的等效加熱時間。

低酸性罐頭常以 $121.1^\circ\mathrm{C}$ 作為參考溫度，此時所計算的殺菌值通常記為 $F_0$。

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解題方法：決定殺菌條件的步驟

一、確定食品與製程條件

先確認下列資料：

• 食品配方、固形物比例、黏度及含水量
• 食品的 pH 值與水活性
• 容器材質、形狀、容量及裝填量
• 頭空間大小
• 初溫
• 罐內食品的熱傳方式，是傳導型、對流型或混合型
• 使用的殺菌設備及操作方式
• 目標微生物及其耐熱性

食品性質與容器大小會影響熱量傳入罐內的速度，因此不能只依據殺菌釜溫度判斷殺菌效果。

二、選定目標微生物與所需殺菌程度

依食品的酸度、保存條件及公共衛生風險，選定最重要的腐敗菌或致病菌作為目標微生物，並取得其 $D$ 值、$z$ 值及所需的微生物降低程度。

殺菌設計可用下式表示：

$$F_{\mathrm{required}}=D_{\mathrm{ref}}\log\left(\frac{N_0}{N}\right)$$

其中：

• $D_{\mathrm{ref}}$：參考溫度下的 $D$ 值
• $N_0$：殺菌前的微生物數量
• $N$：殺菌後允許的微生物數量

實際製程所提供的殺菌值，必須大於或等於設計所需的殺菌值，並保留適當安全裕度。

三、測定罐內冷點位置

冷點是罐內升溫最慢的位置，也是微生物最可能存活的位置。冷點位置依熱傳方式而異：

• 傳導型食品：冷點通常接近罐中心。
• 對流型食品：冷點可能位於罐中心下方或其他升溫較慢處。
• 高黏度或含顆粒食品：冷點須藉由實測確認。

應先以溫度感測器測試罐內各位置，找出實際升溫最慢的部位。

四、進行熱穿透試驗

將經校正的溫度感測器置於冷點，另於殺菌釜中測定殺菌介質溫度，記錄下列資料：

• 殺菌釜溫度
• 罐內冷點溫度
• 開始加熱時間
• 升溫時間
• 恆溫殺菌時間
• 冷卻時間
• 罐內壓力及必要的操作條件

溫度記錄應涵蓋整個升溫、恆溫及冷卻階段，直到罐內溫度降至足以停止顯著殺菌作用的程度。

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熱穿透曲線的繪製方法

以時間為橫軸、溫度為縱軸，將各時間點的冷點溫度標示後連線，即可繪出罐內熱穿透曲線。

一般同時繪製：

1. 殺菌釜溫度曲線
2. 罐內冷點溫度曲線

圖形通常可分為：

• 升溫段：殺菌釜升溫後，罐內食品溫度逐漸上升。
• 恆溫段：殺菌釜維持設定溫度，罐內冷點持續升溫或逐漸接近釜溫。
• 冷卻段：殺菌釜降溫，罐內冷點溫度仍會因熱慣性繼續上升一段時間，隨後下降。

熱穿透曲線的重點不是釜溫本身，而是冷點溫度隨時間的變化。冷點曲線越晚升溫，表示食品內部熱穿透越慢，所需殺菌時間通常越長。

若需進行數學分析，可將溫度資料依時間繪圖，並進一步以升溫曲線的斜率、延遲時間及曲線型態，判斷食品主要熱傳方式及製程穩定性。

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殺菌值 $F$ 的計算

一、由溫度換算瞬時致死率

以參考溫度 $T_{\mathrm{ref}}$ 及 $z$ 值計算每一溫度的瞬時致死率：

$$L=10^{\frac{T-T_{\mathrm{ref}}}{z}}$$

其中：

• $L$：相對致死率
• $T$：某一時間點冷點溫度
• $T_{\mathrm{ref}}$：參考溫度
• $z$：目標微生物的 $z$ 值

當 $T=T_{\mathrm{ref}}$ 時：

$$L=10^0=1$$

表示該溫度下，經過 1 分鐘所提供的殺菌效果就是 1 分鐘等效殺菌時間。

當溫度低於參考溫度時，$L<1$；當溫度高於參考溫度時，$L>1$。

二、以積分計算整個製程的 $F$ 值

將升溫、恆溫及冷卻各階段的殺菌效果累積：

$$F_{T_{\mathrm{ref}}} = \int_0^t 10^{\frac{T(t)-T_{\mathrm{ref}}}{z}} \,dt$$

此式表示：實際溫度歷程所造成的總殺菌效果，相當於在參考溫度下加熱多少分鐘。

若溫度資料是分段記錄，則可用數值加總：

$$F_{T_{\mathrm{ref}}} \approx \sum_{i=1}^{n} 10^{\frac{T_i-T_{\mathrm{ref}}}{z}}\Delta t_i$$