110 食品技師高等考試 食品技師 食品分析與檢驗（第一次） 考古題詳解

核心觀念

本題考查抽樣設計的基本概念，以及如何從顆粒狀食品和小包裝食品取得具代表性的檢體。抽樣的目的，是以有限的檢體代表整批食品；若取樣位置或取樣單位有偏差，即使後續分析操作正確，結果仍可能不能反映整批食品。

解題方法：抽樣方式及其意義

1. 簡單隨機抽樣（Simple random sampling） 先界定抽樣母體及其抽樣單位，再以抽籤、亂數表或電腦亂數等方式選取樣品，使母體中每一個單位被抽中的機會相同。此法概念直接、容易操作，但若樣品數不足，或母體分布不均，即使採隨機方式，抽中的樣品仍可能無法充分代表整批食品。

2. 整群抽樣（Cluster sampling） 先將母體分成若干群組，再隨機抽取一個或數個群組，並對選中的群組取樣。當樣品分散在許多地點或批次時，可減少採樣所需的時間與成本；但若不同群組間差異大，而抽中的群組恰好不具代表性，結果可能偏離整體狀況。整群抽樣是抽取「群組」，不等於在每一群都取樣的分層抽樣。

3. 系統抽樣（Systematic sampling） 依母體排列順序或輸送順序，先隨機選定一個起始位置，再按固定間隔取樣。例如每隔一定時間、件數或重量取一份檢體。取樣點較均勻，操作也方便；若母體存在與取樣間隔相同或相近的週期性變化，則可能反覆抽到相似位置而產生偏差。

核心觀念

本題考查氣相層析的分離原理，以及 TCD、FID、PID 三種偵測器如何將流出物轉換成可量測訊號，並比較其適用範圍。

氣相層析（GC）適用於可汽化、且在分析溫度下具有足夠熱穩定性的樣品。樣品汽化後，由惰性載流氣體帶入層析管柱；各成分在**流動相（載流氣體）與固定相（管柱內的液膜或固體吸附劑）**之間反覆分配或吸附、脫附。各成分與固定相作用強弱不同，因此在管柱中的移動速度不同，最後依序流出並被偵測器測得。

• 與固定相作用較弱、較易留在氣相的成分，通常較早流出。
• 與固定相作用較強的成分，通常保留較久。
• 滯留時間可用於定性比較；峰面積或峰高可用於定量，實際定量通常須配合標準品校正或內標法。

解題方法

可依「先說明樣品如何分離，再逐一交代偵測器的訊號來源、適用成分與限制」作答。三種偵測器的核心區別是：TCD 測量熱傳導差異，FID 測量燃燒後產生的離子，PID 測量紫外光游離後產生的離子。

一、熱傳導偵測器（TCD）

TCD 利用不同氣體的熱傳導能力不同來產生訊號。偵測器內設有加熱的金屬絲或熱敏電阻；純載流氣體流過時，金屬絲以固定速率散熱。當層析成分隨載流氣體進入偵測器，混合氣體的熱傳導能力改變，金屬絲溫度及電阻隨之改變，電路便測得訊號。實務上常以參考流路與樣品流路作差動比較。

應用與特性：

• 對多數氣體與揮發性成分均可產生響應，屬於通用型偵測器。
• 可分析永久氣體及不易以 FID 偵測的成分，例如氫氣、氧氣、氮氣、二氧化碳與水等，實際響應大小取決於成分與載流氣體的熱傳導差異。
• 偵測後樣品通常不被破壞，可供後續收集或分析。
• 靈敏度通常低於 FID，且載流氣體的選擇會影響訊號；常選用熱傳導能力與待測成分差異較大的氣體。

二、火焰離子化偵測器（FID）

FID 將管柱流出物與氫氣、空氣混合後送入火焰。可燃的有機成分在火焰中燃燒、裂解並形成離子與電子；在電極間施加電場後，帶電粒子被收集形成微小電流。電流大小與進入火焰的有機物量相關，經放大後形成層析訊號。

應用與特性：

• 對多數含碳有機化合物靈敏，常用於食品中的脂肪酸甲酯、溶劑及其他揮發性有機物分析。
• 對烴類通常具有良好靈敏度，線性範圍廣，適合定量。

核心觀念

本題比較四種蛋白質分析法的反應原理、測定訊號與適用用途。作答時可依「測的是總氮、游離胺基酸、胜肽鍵，或蛋白質紫外吸收」逐一說明，並指出各方法的選擇性與限制。

解題方法

（一）杜馬斯燃燒法（Dumas combustion method）

**測定原理：**試料在氧氣中高溫燃燒，使含氮化合物轉變成氮氧化物；再經還原處理，使氮氧化物轉為氮氣，並以熱傳導度檢測器等裝置測定氮氣量。測得的氮量乘以換算係數，即估算粗蛋白質：

食品常用氮換算係數為 6.25，但不同食品或蛋白質來源可採用特定係數。

**用途與限制：**用於測定食品總氮並換算粗蛋白質，分析快速，且不需使用濃硫酸消化。此法測得的是總氮，非蛋白質氮（如游離胺基酸、硝酸鹽或其他含氮物）也可能計入，因此結果代表粗蛋白質估值。

（二）寧海準反應（Ninhydrin reaction）

**測定原理：**寧海準與游離胺基反應。一般胺基酸經氧化脫胺及脫羧後，形成醛、二氧化碳與氨；氨再與寧海準及其還原產物反應，生成藍紫色的羅曼紫（Ruhemann’s purple），其吸光度可用於定量。脯胺酸等亞胺基酸主要呈黃色，反應色與一般胺基酸不同。

**用途與限制：**可用於胺基酸定量、游離胺基酸分析，以及追蹤蛋白質水解或胜肽反應。它主要反映可反應的游離胺基，不能直接當作完整蛋白質總量測定法。

（三）雙縮脲反應（Biuret reaction）

核心觀念

本題考查油脂的兩項化學常數及其品質判讀：

• 酸價（Acid value）：中和 $1\ \mathrm{g}$ 油脂中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀毫克數，單位為 $\mathrm{mg\ KOH/g\ fat}$。酸價反映油脂中游離脂肪酸的含量；油脂水解或保存不當時，游離脂肪酸增加，酸價通常升高。
• 皂化價（Saponification value）：完全皂化 $1\ \mathrm{g}$ 油脂所需的氫氧化鉀毫克數，單位為 $\mathrm{mg\ KOH/g\ fat}$。皂化價主要反映油脂中脂肪酸平均分子量：脂肪酸平均分子量愈小、每克油脂所含脂肪酸分子愈多，皂化價通常愈高。

解題方法

比較油脂品質時，先依酸價判斷游離脂肪酸多寡，再將皂化價作為油脂組成特性的參考。酸價愈低，表示游離脂肪酸愈少，通常代表水解程度較低、保存品質較佳。

題目數值比較如下：

核心觀念

本題考查食品酸鹼度的滴定計算，以及如何依酸、鹼標準液的實際滴定當量判定樣品酸鹼性。力價用來修正標準液實際濃度；計算時須將滴定液體積乘以其當量濃度與力價，再合併酸、鹼的當量。

解題方法與計算

以 $1\ \mathrm{g}$ 樣品為基準，先計算三種滴定液提供的當量：

其中 $1\ \mathrm{mL}\times 1\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{meq}$；力價須乘入修正實際當量。依本題酸鹼度的淨當量計算方式，酸當量扣除兩種鹼當量：