108 食品技師高等考試 食品技師 食品加工學(第二次) 考古題詳解
第 一 題25 分
政府擬推動雞蛋全面洗蛋的政策,雞蛋業者卻說「雞蛋不能洗,洗了更容易壞」。針對這兩種近乎矛盾的說法,請詳細說明其矛盾之所在、正確洗蛋流程的關鍵技術步驟及採取這些步驟的理由。
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核心觀念
本題考查雞蛋的蛋殼構造與天然保護作用,以及洗選加工的危害控制與保存管理。雞蛋並非「一洗就壞」;真正的差別在於是否採用受控制的洗選流程,並在洗後妥善乾燥、包裝及保存。
蛋殼表面有天然保護層(角質層、cuticle),蛋殼本身則有氣孔。天然保護層可減少水分散失及微生物由外部侵入。清洗能去除蛋殼上的糞便、墊料等污物與部分附著微生物,降低表面污染;但清洗也會削弱天然保護層。若水溫太低、清洗水不潔、清洗後未乾燥或保存溫度失控,病原菌便可能經由氣孔侵入或在潮濕表面增殖,蛋的品質與保存性也會下降。
因此,兩種說法各自描述了不同情境:
- 「洗蛋較衛生」指的是水質、溫度、清洗、乾燥與後續保存都受控制的洗選流程。
- 「雞蛋不能洗,洗了更容易壞」描述的是不當清洗,例如在家用冷水沖洗、浸泡或洗後潮濕存放。這類操作會洗掉保護層,卻沒有可靠地控制污染及保存條件。
法規與作業依據
本題涉及洗選作業指引,以命題當年(民國 108 年)法規及作業指引為準。當時衛生福利部已發布「生鮮蛋品洗選作業指引」供業者遵循;洗選屬食品衛生管理措施,作業重點在於降低污染並防止清洗過程造成二次污染。此題沒有要求計算公式,核心判斷依據是清洗水與蛋的溫差、水質及洗後的乾燥和保存控制。
解題方法:先說明風險,再按流程交代控制理由
作答時先指出清洗的利弊來自兩個相反作用:清洗去除表面污物與微生物,卻也可能削弱蛋殼天然保護層。接著依序寫出洗選流程,並說明每個步驟如何降低污染或保存風險。如此便能完整回答「矛盾何在」、「正確流程」及「採取步驟的理由」。
正確洗蛋流程與關鍵技術步驟
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原料蛋驗收與外觀檢查 檢視蛋殼是否完整,剔除破殼、裂殼、嚴重污染或異常蛋。破損蛋殼缺乏有效屏障,清洗無法恢復其保護功能,不應混入一般洗選流程。
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噴水潤濕、刷洗與連續沖洗 先噴水使蛋殼表面污物鬆動,再以設備刷洗,最後用清潔水沖掉殘污。應採流水或連續噴洗,不宜將雞蛋浸泡在共用洗液中,以免污物與微生物累積後污染其他蛋。清洗用水須符合飲用水水質要求;需要使用清潔劑或消毒劑時,應依洗選作業規範使用適用於食品作業的產品。
第 二 題5 分
下表是由食品工業發展研究所執行瓶裝產品的熱穿透測試結果,請依此表內容回答下列問題:
(此題原卷表格文字擷取不全,請參考原卷。)
(一) 何謂「熱穿透測試」?
(二) 何謂「升溫時間(min)= 10」?
(三) 何謂「最小滅菌值 (min)= 5.5」?
(四) 可以從那些數據得知該產品滿足低酸性罐頭食品 12D 商業滅菌要求?
(五) 使用玻璃瓶與馬口鐵罐頭兩種不同容器進行商業滅菌時,在殺菌釜的操作上的差異性為何?
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核心觀念
本題考「熱穿透測試」及罐頭殺菌值 的判讀。熱穿透測試追蹤產品在容器內受熱較慢位置的溫度變化,據此評估整個加熱、保溫及冷卻過程提供的殺菌效果。表中列出的「最小滅菌值」是判讀 12D 滅菌要求的關鍵數據。
低酸性罐頭食品的 12D 概念,是使肉毒桿菌孢子數降低 倍。若以 分鐘估算,12D 所需的參考殺菌值為:
是以 為基準溫度、 計算的等效殺菌時間:
其中 是產品冷點隨時間變化的溫度。 累計加熱與冷卻階段的致死效果,因此不能直接把釜溫或保溫時間當作 。低酸性罐頭食品的熱處理與殺菌值評估,也須考量產品、容器及製程條件。 FDA 低酸性罐頭食品檢查指南、加拿大食品檢驗局商業滅菌指引
解題方法與各小題
(一)何謂「熱穿透測試」?
在實際產品與容器中,將溫度感測器放在產品升溫最慢的冷點,記錄殺菌過程中該點的溫度變化,再用這條溫度—時間曲線計算致死量,例如 。測試用來確認特定產品、容器及殺菌條件能否讓產品冷點達到預定殺菌效果。
(二)何謂「升溫時間(min)= 10」?
表示殺菌釜從開始升溫,到釜內加熱介質達到設定殺菌溫度的時間為 10 分鐘。依表中數據,設定殺菌溫度為 ,所以此處的 10 分鐘是殺菌釜的升溫時間,不等於產品冷點升到 所需時間,也不等於 16 分鐘的殺菌時間。
(三)何謂「最小滅菌值 (min)= 5.5」?
表示在受測條件下,以產品冷點溫度歷程計算所得的最低累積致死量,相當於冷點在 下受熱 5.5 分鐘的殺菌效果。它是等效致死時間,不代表產品實際在 保持了 5.5 分鐘。
(四)可以從哪些數據得知該產品滿足低酸性罐頭食品 12D 商業滅菌要求?
第 三 題25 分
在產品研發階段,為確認產品安全性,研究人員常會採用「微生物挑戰試驗(microbial challenge test)」,請詳述下列問題:
(一) 何謂「微生物挑戰試驗(microbial challenge test)」?(5 分)
(二) 若試驗時不允許使用高致病風險的病原菌(例如肉毒桿菌或李斯特菌),此挑戰試驗將如何進行?(5 分)
(三) 以殺菌(sterilization)與抑菌(growth inhibition)為目的的挑戰試驗,它們在實驗設計上有何不同?(5 分)
(四) 當挑戰試驗的目的是要證明該產品保存期限是否可以達 2 年時,這個試驗將如何合理地進行?(10 分)
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核心觀念
微生物挑戰試驗(microbial challenge test)是在預定的產品配方、加工條件、包裝及貯藏條件下,主動接種特定微生物,再追蹤其存活、死亡或生長變化,以評估產品的微生物安全性與保存穩定性。試驗結果可用來確認加工步驟是否足以降低微生物數量、產品是否能抑制微生物生長,或產品能否在預定保存期限內維持安全。
設計試驗前須先明確界定目的,選擇具代表性的目標菌或替代菌,並控制接種量、產品批次、加工條件、包裝、貯藏溫度及取樣時間。結果通常以微生物數量的變化表示,例如 ,並與未處理對照組比較。
(一)微生物挑戰試驗的定義
微生物挑戰試驗是將已知數量的目標微生物接種至食品或食品模型中,依預定加工及貯藏條件處理,定期檢測微生物數量或其生長情形,據以判斷產品的殺菌效果或抑菌能力。
依評估目的,試驗結果主要回答兩類問題:
- **殺菌效果:**加工後目標菌數量降低多少,是否達到預定的降低幅度。
- **抑菌效果:**貯藏期間目標菌是否增殖、維持穩定或受到抑制。
(二)不允許使用高致病風險病原菌時的試驗方式
使用與目標病原菌具相近耐受性或生長特性的**非致病替代菌(surrogate microorganism)**進行挑戰試驗。替代菌須依產品特性及預定處理條件選擇,並以文獻資料或前期試驗確認其在關鍵條件下能代表目標病原菌的行為。
例如,若要評估熱處理或其他加工程序對目標病原菌的控制效果,替代菌應在該程序下具有相當或較高的耐受性;若要評估冷藏食品中的生長風險,則須確認替代菌在產品配方與貯藏溫度下的生長特性具有代表性。試驗流程與目標菌挑戰試驗相同,但接種、培養與檢測改用替代菌。
**解題重點:**替代菌不是任意挑選的無害菌;其代表性須針對特定食品、處理程序及試驗目的加以論證。
(三)殺菌與抑菌目的之實驗設計差異
| 設計項目 | 以殺菌為目的 | 以抑菌為目的 |
|---|---|---|
| 評估問題 | 加工是否使菌數降低至目標程度 | 貯藏期間菌數是否生長或受到控制 |
| 主要處理 | 施行待驗加工步驟,如加熱、酸化或高壓處理 | 將產品置於預定包裝及貯藏條件 |
| 取樣重點 | 比較加工前後菌數,必要時追蹤處理後存活或復甦 | 在整個貯藏期間分時取樣,觀察菌數變化 |
| 主要指標 | 菌數降低量或對數降低值 | 菌數變化、最大生長量或是否超過安全界線 |
| 對照設計 | 未經待驗處理的接種對照,以及適當的未接種對照 | 接種產品在預定貯藏條件下的對照,並可設未接種產品確認背景菌相 |
殺菌試驗常以加工前後的菌數差計算對數降低值:
第 四 題25 分
「Beyond Meat」這個品牌的「人造漢堡」屬於重組植物蛋白質類型的產品,請說明並比較其與「重組牛排(restructured steak)」、「魚糕(kamaboko)」、「試管肉(lab meat 或 cultured meat)」及「加工起司(processed cheese)」在加工原理、組成分、關鍵加工步驟、品質指標及食品安全等特性之差異。
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核心觀念
本題主要考查「重組食品的原料與結構形成機制」:五種產品都會經過加工形成特定質地,但其結構來源不同。作答時應先辨認產品的主要結構材料,再說明加工如何使材料形成目標組織。
- Beyond Meat 人造漢堡:以植物蛋白為骨架,經蛋白質組織化、油脂與風味配料調配,模擬肉的纖維感與多汁性。
- 重組牛排:以真實牛肉碎塊或小肉塊為原料,靠鹽溶性肉蛋白、黏結劑或酵素使肉塊結合,重建類似整塊肉的形狀。
- 魚糕(kamaboko):以魚肉鹽溶性肌原纖維蛋白形成熱凝膠,結構核心是魚肉蛋白網絡。
- 試管肉(lab meat/cultured meat):以動物細胞在體外培養增殖,再收集細胞並加工成食品;其原料是動物細胞,不是植物蛋白,也不是由屠體肉塊重組。
- 加工起司:以既有起司為主要原料,加入乳化鹽及其他配料加熱混合,使原本的脂肪與酪蛋白重新形成均一、可塑的乳化凝膠。
本題不涉及特定法條或計算公式;重點是比較各產品的結構形成機制、加工控制點與安全危害。
解題方法
可依「原料是什麼 → 結構如何形成 → 關鍵步驟 → 如何判定品質 → 主要安全控制」逐項比較。這個順序能避免只列配料或製程名稱,卻沒有說明產品為何能形成特定質地。
五類產品比較
| 比較項目 | Beyond Meat 人造漢堡 | 重組牛排 | 魚糕(kamaboko) | 試管肉(lab meat/cultured meat) | 加工起司 |
|---|---|---|---|---|---|
| 加工原理 | 植物蛋白經水合、加熱與剪切等組織化處理,形成類似肉的纖維或層狀結構;另以油脂、色澤與香味配料模擬肉品特性。 | 肉塊本身仍是動物肌肉組織,利用鹽抽出肌原纖維蛋白、黏結劑或轉麩醯胺酶等將肉塊黏合,再定型、冷藏或加熱。 | 鹽磨魚肉使肌動蛋白、肌凝蛋白等肌原纖維蛋白溶出,後續加熱使蛋白質變性、聚集並形成彈性凝膠。 | 動物細胞在受控條件下增殖,收集細胞後再依產品型態加工;若要形成類肌肉組織,還需促進細胞分化與組織化。 | 乳化鹽改變酪蛋白與鈣的結合狀態,使酪蛋白重新分散並包覆脂肪,經加熱混合形成均一乳化物,冷卻後呈可切、可融或可塗抹的質地。 |
| 主要組成分 | 豌豆、大豆、小麥等植物蛋白或其分離物;水、植物油;甲基纖維素、澱粉或其他黏結、保水材料;調味料及色澤配料。不同產品與年份配方會變動。 | 牛肉碎塊或修整肉、食鹽;常用磷酸鹽、轉麩醯胺酶、海藻酸鹽等黏結系統,亦可能加入水、脂肪與調味料。 | 魚肉(魚糜)、食鹽;依產品添加糖、澱粉、蛋白、調味料或其他配料。 | 動物細胞、培養基成分及製程用物質;產品後續可加入脂肪、黏結或調味配料。細胞來源與培養配方依製程而異。 | 一種或多種起司、乳脂或奶油、乳粉或其他乳成分;檸檬酸鹽或磷酸鹽類乳化鹽,以及水、食鹽、色素、調味料等。 |
| 關鍵加工步驟 | 植物蛋白原料調配與水合 → 擠壓或其他蛋白質組織化處理 → 與油脂、黏結材料及風味色澤配料混合 → 成形為漢堡排 → 冷藏或冷凍、包裝。 | 修整與切碎肉料 → 加鹽混合,使肉蛋白溶出並形成黏著層 → 加入黏結劑或酵素 → 裝模、壓實或成形 → 冷藏熟成或加熱定型 → 切片包裝。 | 去皮去骨、清洗與採肉製成魚糜 → 加鹽擂潰,使蛋白溶出形成黏稠魚漿 → 成形 → 視產品需要進行坐凝(setting) → 加熱凝膠化 → 冷卻包裝。 | 選定細胞與建立細胞株 → 培養基及無菌培養環境準備 → 細胞增殖 → 必要時分化與組織化 → 收穫、調配與成形 → 包裝及適當保存。 | 起司切碎或磨碎 → 加水與乳化鹽 → 加熱並剪切混合,使蛋白分散、脂肪乳化 → 熱態充填或成形 → 冷卻、包裝。 |
| 主要品質指標 | 蛋白質含量與功能性、纖維感、咀嚼性、持水性、多汁性、烹調失重、油脂析出、色澤、風味及冷凍解凍穩定性。 | 肉塊間黏結強度、切片完整性、肉色、嫩度、咀嚼性、保水性、加熱失重、脂肪分布及外觀是否有明顯接合界面。 | 凝膠強度、彈性、白度、保水性、切面均勻性、風味、腥味及加熱後是否出水或崩解。 |