109 食品技師高等考試 食品技師 食品分析與檢驗(第二次) 考古題詳解
第 1 題20 分
某火腿工廠研發部利用韓特(Hunter)色差儀分析 A、B 兩款新製備的蒟蒻火腿,其中 值 A>B; 值 A 為正值,B 為負值; 值 A 為正值,B 為負值。請說明 、、 值各代表的意義,以及對新產品的色澤要求是鮮豔橙紅色,那一款較符合需求?
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核心觀念
本題考韓特(Hunter)色差儀三個色度值的意義,以及如何依新產品的目標色澤判讀數值。
- 值表示明度,數值越大越明亮,越小越暗。
- 值表示紅、綠方向:正值偏紅,負值偏綠。
- 值表示黃、藍方向:正值偏黃,負值偏藍。
解題方法
先依正負號判斷色彩方向,再比較明度。題目給定 A 的 值大於 B,代表 A 較明亮;A 的 、 值均為正,代表 A 同時偏紅、偏黃,因此呈橙紅方向。
第 2 題20 分
食品在生產和儲備過程中,L-抗壞血酸會被氧化成 L-脫氫抗壞血酸,請說明如何利用 2,6-二氯酚靛酚(2,6-dichlorophenol indophenol)滴定法測定芭樂果汁產品中維生素 C 總含量,以及如何分別測定其還原-氧化互變形式個別的含量?
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核心觀念
維生素 C 包括還原型 **L-抗壞血酸(AA)**與氧化型 L-脫氫抗壞血酸(DHA)。2,6-二氯酚靛酚(DCPIP)滴定直接測得的是具有還原力的 L-抗壞血酸;DHA 本身不能以此法直接滴定,須先將 DHA 還原成 L-抗壞血酸,再測定總量。
氧化還原反應中,抗壞血酸氧化為 DHA,DCPIP 同時被還原為無色型態:
因此,DCPIP 消耗量與抗壞血酸含量成正比。以還原步驟處理樣品後測得的總維生素 C,減去未還原樣品測得的 L-抗壞血酸,即為 DHA 含量。
解題方法
1. 前處理與試劑標定
芭樂果汁以偏磷酸等酸性萃取液萃取或稀釋,使樣品維持酸性,減少抗壞血酸在操作中氧化,並使蛋白質沉澱、降低部分干擾。樣品萃取後應儘速測定。
以已知濃度的 L-抗壞血酸標準液標定 DCPIP 溶液,求得每毫升 DCPIP 相當的抗壞血酸量,記為 (mg AA/mL DCPIP)。
2. 測定還原型 L-抗壞血酸
取定量酸性萃取液,以標定過的 DCPIP 滴定,持續混合,至溶液呈現持續約 15 秒不褪的淡粉紅色為終點。淡粉紅色代表樣品中的還原性物質已不足以再將新增的 DCPIP 還原。
設滴定所耗 DCPIP 為 mL,則滴定份中的 L-抗壞血酸量為:
3. 還原 DHA 後測定總維生素 C
另取相同量的酸性萃取液,以硫化氫處理,使 DHA 還原成 L-抗壞血酸;移除過量硫化氫後,再以 DCPIP 滴定至相同終點。處理與測定時應避免抗壞血酸重新氧化。
第 3 題20 分
請說明為何能利用酵素法測定 D-蘋果酸含量,而證實購入的蘋果汁並非宣稱的純天然新鮮蘋果汁?
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核心觀念
本題考查以立體專一性酵素測定蘋果汁中的 D-蘋果酸(D-malic acid),並利用其含量判斷蘋果汁是否符合「純天然新鮮蘋果汁」的宣稱。
天然蘋果主要含 L-蘋果酸;D-蘋果酸在新鮮蘋果汁中通常不存在,或僅有極低含量。食品加工時若使用微生物發酵製得的蘋果酸,或添加消旋蘋果酸,可能使 D-型比例增加。因此,檢出明顯的 D-蘋果酸,可作為果汁曾經添加或經過特定加工的證據,與純天然新鮮果汁的組成特徵不符。
解題方法
可使用具立體專一性的 D-蘋果酸去氫酶(D-malate dehydrogenase)測定。酵素專一辨識 D-蘋果酸,催化其氧化反應:
第 4 題20 分
請說明利用乾式灰分測定法測定食品灰分的原理,以及試樣品若分別為水分含量高、灰化時會膨脹和油脂類食品等樣品時,其前處理步驟各為何?
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核心觀念
乾式灰分測定法是將已知重量的食品試樣置於坩堝中,先緩慢加熱使試樣炭化,再於灰化爐中高溫灼燒,使水分及有機物分解、氧化或揮散,留下無機物殘渣。此殘渣稱為粗灰分,以其重量占原試樣重量的百分率表示。
灰分是操作定義上的測定值,不等同於食品中各礦物質的實際總量;灰化過程中,部分無機成分可能揮發或轉變成其他化合物。
解題方法與前處理
作答時依試樣特性說明前處理目的:水分多的樣品先除水,避免沸騰飛濺;容易膨脹的樣品先低溫炭化,避免溢出坩堝;油脂類樣品先除水並控制燃燒,避免油脂突然起火、造成樣品損失。
- 水分含量高的試樣 先取適量試樣置於坩堝中,在水浴或電熱板上緩慢加熱,蒸發大部分水分;待試樣濃縮、乾燥後,再逐步加熱炭化,之後移入灰化爐灼燒至灰化完成。緩慢除水可避免試樣因劇烈沸騰而飛濺。
第 5 題20 分
請說明下列食品分析相關配對基本名詞的差異。
(一) 準確度(accuracy)-精密度(precision)
(二) 偵測極限(limit of detection)-定量極限(limit of quantification)
(三) 絕對誤差(absolute error)-相對誤差(relative error)
(四) 絕對偏差(absolute deviation)-相對偏差(relative deviation)
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核心觀念
本題考查食品分析中「測量結果是否接近真值」與「重複測量是否一致」,以及誤差、偏差的表示方式。回答時要先分清參照基準:
- **誤差(error)**以真值或認定值為基準。
- **偏差(deviation)**以一組測量結果的平均值為基準。
- 絕對量保留原測量單位;相對量以參照值作分母,通常以百分率表示。
解題方法與名詞比較
(一)準確度(accuracy)-精密度(precision)
準確度是測量結果接近真值或認定值的程度,主要反映系統性誤差的大小。結果越接近真值,準確度越高。
精密度是同一樣品在規定條件下重複測量時,各次結果彼此接近的程度,主要反映隨機誤差的大小。結果越集中,精密度越高。
兩者不能混為一談:重複測量結果可以彼此很接近、精密度高,但若整體偏離真值,準確度仍低;反之,平均結果接近真值,也不代表每次測量都集中。
(二)偵測極限(limit of detection, LOD)-定量極限(limit of quantification, LOQ)
偵測極限是分析方法能夠辨認分析物訊號與空白訊號不同的最低量或最低濃度。達到 LOD 表示可判定分析物存在,但結果通常尚不足以可靠定量。
定量極限是分析方法能以可接受的準確度與精密度進行定量的最低量或最低濃度。達到 LOQ 才適合報告定量結果。
通常有:
若以空白訊號的標準差 及檢量線斜率 估算,常用形式為:
實際係數與判定方式須依採用的分析方法或規範而定;核心差異是 LOD 判斷能否檢出,LOQ 判斷能否可靠定量。
(三)絕對誤差(absolute error)-相對誤差(relative error)
設測量值為 ,真值或認定值為 。
絕對誤差是測量值與真值之差: