110 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

核心觀念

本題考查食品加工學中十個專有名詞與圖形的辨識，重點包括：

• 食品包裝材料的多層結構。
• 流體流動與雷諾數。
• 冷凍曲線與冰晶形成。
• 乾燥、吸濕與水活性。
• 食品质地儀器分析。
• 食品加熱中的冷點與危險溫度帶。
• 微生物生物膜。
• 膜分離程序。

判讀圖形時，應先找圖中的關鍵字、座標軸、公式及設備構造，再與專有名詞逐一配對。

解題方法與配對結果

專有名詞	對應圖示
(一) 等溫吸濕曲線	G
(二) 雷諾數	B
(三) 最大冰晶生成帶	D
(四) 鼓式乾燥	M
(五) 質地剖面分析	C
(六) 冷點	H
(七) 危險溫度帶	K
(八) 生物膜	L
(九) 層積膜	A
(十) 膜分離	J

---

（一）等溫吸濕曲線——圖 G

核心觀念

等溫吸濕曲線是指在固定溫度下，食品的平衡水分含量與水活性 $a_w$ 之間的關係。圖 G 的橫軸為 Water activity，縱軸為 Moisture content，且同時顯示：

• Adsorption：吸濕曲線。
• Desorption：脫濕曲線。

食品在吸水與脫水過程中，曲線通常不完全重合，此現象稱為吸濕滯後（hysteresis）。

食品加工應用

等溫吸濕曲線可用於：

1. 判定食品在不同相對濕度下的平衡水分。
2. 設計乾燥終點與包裝阻濕性。
3. 預測結塊、失去脆度、氧化及微生物生長。
4. 選擇適當的儲藏相對濕度。

例如餅乾若吸收空氣中的水分，$a_w$ 上升，會由酥脆變得柔軟；奶粉若處於高濕環境，則容易吸濕結塊。

解題技巧

看到「Moisture content—Water activity」、「Adsorption」、「Desorption」及吸濕、脫濕兩條曲線，即可判定為等溫吸濕曲線。

---

（二）雷諾數——圖 B

核心觀念

雷諾數是判斷流體流動型態的無因次數，其公式為：

$$Re=\frac{\rho V_{\mathrm{avg}}D}{\mu}$$

其中：

• $\rho$：流體密度。
• $V_{\mathrm{avg}}$：平均流速。
• $D$：特徵長度，管流常用管徑。
• $\mu$：流體黏度。

圖 B 所示判斷範圍為：

• $Re<2300$：層流。
• $2300<Re<4000$：過渡流。
• $Re>4000$：紊流。

食品加工應用

雷諾數可用於食品輸送管線、熱交換器、攪拌槽及泵浦系統的設計。

• 層流：流體分層流動，混合慢，但流動較穩定。
• 紊流：流體擾動強，混合及熱傳、質傳速率較快。
• 過渡流：介於兩者之間，流動狀態不穩定。

例如牛乳、果汁、糖漿在管線中的輸送，須依黏度、流速與管徑計算雷諾數，以決定泵送與熱交換條件。

解題技巧

圖中直接出現 $Re=\rho V_{\mathrm{avg}}D/\mu$，並列出 laminar、transitional、turbulent，答案必為雷諾數。

---

（三）最大冰晶生成帶——圖 D

核心觀念

食品冷凍時，水分會先產生過冷卻，隨後形成冰核並快速結冰。大部分可凍結水分通常在約 $-1$ 至 $-5^\circ\mathrm{C}$ 的溫度範圍內形成冰晶，此區間稱為最大冰晶生成帶。

圖 D 顯示食品溫度隨時間下降，並標示過冷卻及約 $-1$ 至 $-5^\circ\mathrm{C}$ 的區域。

食品加工應用

通過最大冰晶生成帶的速度會影響冰晶大小：

• 快速通過：形成較多且細小的冰晶，食品組織破壞較少。
• 緩慢通過：形成較少且粗大的冰晶，容易刺破細胞，解凍後流汁較多。

因此，速凍蔬菜、水果、肉品及水產品都應盡量快速通過此溫度區域，以維持品質。

例如草莓若冷凍速度太慢，解凍後容易軟化、塌陷並流出大量汁液。

解題技巧

看到「過冷卻」、「Temperature—Time」及 $-1$ 至 $-5^\circ\mathrm{C}$ 範圍，即可判定為最大冰晶生成帶。

---

（四）鼓式乾燥——圖 M

核心觀念

鼓式乾燥是將液狀、泥狀或漿狀食品，均勻塗布於內部通入蒸汽或其他熱媒的旋轉金屬鼓筒表面，使水分迅速蒸發，再以刮刀刮下乾燥薄膜的乾燥方法。

圖 M 顯示兩個加熱旋轉鼓筒相向轉動，物料由上方進入，附著於鼓筒表面後乾燥，再由刮刀刮取。

食品加工應用

鼓式乾燥具有：

• 傳熱效率高。
• 乾燥速度快。
• 設備連續操作。
• 可將液態食品製成薄片或粉碎物。

常見產品包括：

• 馬鈴薯泥。
• 嬰兒食品。
• 穀類食品。
• 乳製品。
• 果泥及蔬菜泥。

其缺點是食品長時間接觸高溫時，可能產生褐變、焦化或風味損失。

解題技巧

看到「兩個加熱旋轉鼓筒」、「物料附著鼓面」及「刮刀刮取」，即可判定為鼓式乾燥。

---

（五）質地剖面分析——圖 C

核心觀念

質地剖面分析（Texture Profile Analysis, TPA）是利用質地分析儀對食品進行兩次壓縮，模擬人類咀嚼，以力量—時間曲線評估食品質地。

圖 C 顯示兩次壓縮與回 withdrawal 的曲線，並標示 $F_0$、$F_1$、$F_2$ 及 Area 1 至 Area 5。

常見質地參數包括：

• 硬度（hardness）：第一次壓縮的最大力量，通常與 $F_1$ 有關。
• 黏著性（adhesiveness）：探頭離開食品時曲線下的負面積。
• 彈性（springiness）：第一次與第二次壓縮後恢復程度。
• 凝聚性（cohesiveness）：第二次壓縮正面積與第一次壓縮正面積之比。
• 咀嚼性（chewiness）：硬度、凝聚性及彈性的綜合指標。
• 膠著性（gumminess）：硬度與凝聚性的乘積。

食品加工應用

TPA 可用於比較食品加工條件對質地的影響，例如：

• 肉品嫩度。
• 麵包老化程度。
• 果凍硬度。
• 米飯黏性。
• 魚丸、香腸及豆製品的彈性。

解題技巧

看到 Force—Time 曲線、兩次 Compression、Withdrawal、Area 及 $F_1$、$F_2$，即為質地剖面分析。

---

（六）冷點——圖 H

核心觀念

冷點是食品或容器在加熱過程中，溫度上升最慢、最晚達到殺菌或加工溫度的位置。

圖 H 以箭頭表示食品內部的熱流與流動，中央星號代表冷點位置。冷點位置會受到加熱方式影響：