112 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

本題考查蛋品的四種加工型態及其主要保藏原理：洗選蛋以清潔、殺菌和冷藏管理殼蛋；液蛋以殺菌與冷藏控制微生物；蛋白粉以乾燥降低水活性；鹹蛋黃以鹽醃降低水活性，並使蛋黃蛋白質凝集、質地變硬。

解題方法

依各產品的原料型態與保藏目的，分別交代「製程順序」及「關鍵保藏步驟」。作答時要分清楚：洗選蛋仍保留蛋殼；液蛋是打破蛋殼後取得的蛋液；蛋白粉是蛋白液乾燥所得；鹹蛋黃則是蛋黃經鹽醃漬所得。

（一）洗選蛋、液蛋、蛋白粉與鹹蛋黃的製作

1. 洗選蛋

選取外觀完整的鮮蛋，依序經過清洗、沖洗、乾燥、照蛋檢查、分級與包裝。清洗可去除蛋殼表面污物；照蛋檢查用來剔除裂殼、血斑及內部品質不良的蛋。商業製程會依設備與規範進行蛋殼表面消毒，並將成品冷藏運銷。

2. 液蛋

將鮮蛋清洗、乾燥後打破蛋殼，依產品需求取得全蛋液、蛋白液或蛋黃液；再經過濾、均質或調配、巴斯德殺菌、迅速冷卻及充填，製成冷藏液蛋。若製成冷凍液蛋，殺菌冷卻後再冷凍包裝。

3. 蛋白粉

將蛋白與蛋黃分離，蛋白液經過濾後，視產品規格進行脫糖等前處理，再以噴霧乾燥等方式乾燥成粉；乾燥後冷卻、篩分並防潮包裝。蛋白粉須控制乾燥條件，避免蛋白質過度變性，影響溶解性與起泡性。

4. 鹹蛋黃

以新鮮蛋（常用鴨蛋）為原料，採用鹽水浸漬或鹽泥包裹方式醃漬，使鹽分逐漸滲入蛋內。醃漬完成後剝殼，取出蛋黃，清洗表面鹽分，再依產品用途進行加熱熟化、冷藏或冷凍包裝。若只製作鹹蛋黃，可先將蛋黃與蛋白分離後再以鹽醃漬。

（二）主要保藏步驟與原理

1. 洗選蛋：清潔、表面消毒與低溫保存

清洗可去除蛋殼表面的糞污及有機物，降低表面微生物負荷；表面消毒可進一步減少殼面病原菌。裂殼蛋須剔除，避免微生物容易由破損處進入蛋內。

核心觀念

本題考查不同乾燥、膨發與成形加工如何在食品內形成孔隙，以及孔隙對成品品質的影響。多孔化是指食品內部形成許多孔洞與相連通道；孔隙的大小、分布與連通程度，會影響食品的質地、復水速度、脆度、密度及氧化安定性。

作答時可依序說明各方法的加工原理 → 水分或氣體如何形成孔隙 → 成品例子與多孔化的利弊。

（一）四種方法的加工原理與多孔化原因

1. 真空冷凍乾燥

**加工原理：**先將食品冷凍，使水分結成冰，再於低壓環境供應熱量，使冰不經液態而直接昇華為水蒸氣，最後再進行二次乾燥，除去殘留的吸附水分。

**多孔化原因：**冰晶原先占據食品內部空間；冰昇華後，原冰晶位置留下孔洞。由於乾燥過程沒有大量液態水移動，食品骨架較能維持，因而形成疏鬆、多孔的結構，且通常具有良好的復水性。

2. 油炸乾燥

**加工原理：**食品浸入高溫油中，表面快速升溫並形成外殼，內部水分受熱汽化，水蒸氣向外逸散；同時，油分會在乾燥期間或出鍋冷卻時進入食品孔隙。

**多孔化原因：**內部水分汽化後逸出，留下孔洞與通道；快速傳熱與水蒸氣外逸會使組織形成疏鬆、多孔結構。孔隙大小與數量受原料結構、切片厚度、油溫、炸製時間及含水量等因素影響。

3. 膨發槍

**加工原理：**將含水食品置於密閉容器內加熱加壓，使食品中的水分升溫，並使蒸氣壓提高；達到適當條件後迅速洩壓，水分瞬間閃蒸，促使食品膨脹。

**多孔化原因：**迅速降壓使食品內部水分急速汽化，水蒸氣膨脹並撐開組織；膨脹後水分逸出，原有結構固定下來，形成膨鬆多孔的產品。若膨發條件不當，結構可能塌陷或膨發不均。

4. 擠壓機

**加工原理：**食品原料在機筒內受螺桿推送、混合、剪切與加熱，形成高溫高壓的可塑性物料；物料通過模口時，壓力突然下降，並經模具成形。

核心觀念

本題考查食品濃縮與脫鹽的基本原理。濃縮的目的，是移除水分以提高食品中溶質的濃度；脫鹽則是利用離子在電場及選擇性離子交換膜作用下的移動，將鹽類離子自液體中分離。

解題方法

作答時可先依「水分如何移除」區分三種濃縮法，再說明電透析中離子的移動方向與淡化室、濃縮室的形成。蒸發以熱能使水汽化，冷凍濃縮以結冰分離水，薄膜濃縮則以膜選擇性透過水分或特定成分。

（一）蒸發濃縮、冷凍濃縮與薄膜濃縮原理

1. 蒸發濃縮

將水解液加熱，使其中的水吸收熱量而汽化，水蒸氣離開液相後，溶質留在濃縮液中，因此濃度提高。蒸發可在常壓或減壓下進行；減壓可降低水的沸點，適用於熱敏性成分，以減少高溫造成的品質劣變。

2. 冷凍濃縮

將水解液冷卻，使部分水結晶成冰，並藉由固液分離（如離心或過濾）移除冰晶。冰晶主要由水構成，溶質大多留在未結冰的液相中，因此液相濃度提高。此法操作溫度低，較能保留熱敏性成分；但冰晶中仍可能夾帶溶質，且濃縮程度受冰晶分離效率與溶液凝固特性限制。

3. 薄膜濃縮

使水解液在壓力差、濃度差或電位差等驅動力下通過具選擇性的薄膜，讓水或特定小分子透過膜，而使目標溶質留在濃縮側，達到濃縮目的。

核心觀念

本題考查食品含水率的濕量基準與乾基換算，以及乾燥機的水分質量平衡。

濕量基準含水率定義為水分質量占食品總質量的比例：

$$X_{wb}=\frac{m_w}{m_w+m_s}$$

乾基含水率則是水分質量與乾物質質量之比：

$$X_{db}=\frac{m_w}{m_s}$$

其中 $m_w$ 為水分質量，$m_s$ 為乾物質質量。乾燥過程中乾物質不變；食品蒸發的水分由乾燥空氣帶走。

解題方法

（一）水分進出系統之質量平衡

以乾燥機為控制體，穩態下水分進入量等於水分離開量。食品帶入的水分加上進氣所含水分，等於乾燥後食品所含水分加上出氣所帶走的水分：

$$m_{w,i}+m_{da}Y_i=m_{w,f}+m_{da}Y_o$$

移項可寫為：

$$m_{w,i}-m_{w,f}=m_{da}(Y_o-Y_i)$$

其中 $m_{da}$ 為乾空氣質量，$Y_i=0.01$、$Y_o=0.02\ \mathrm{kg\ water/kg\ dry\ air}$。

（二）初始及最終乾基含水率

由濕量基準轉為乾基的公式為：

$$X_{db}=\frac{X_{wb}}{1-X_{wb}}$$

初始濕量基準含水率為 $0.80$：

$$X_{db,i}=\frac{0.80}{1-0.80}=4.00\ \mathrm{kg\ water/kg\ dry\ matter}$$

最終濕量基準含水率為 $0.20$：

$$X_{db,f}=\frac{0.20}{1-0.20}=0.25\ \mathrm{kg\ water/kg\ dry\ matter}$$

因此，每 $1\ \mathrm{kg}$ 乾物質在乾燥前含水 $4.00\ \mathrm{kg}$，乾燥後含水 $0.25\ \mathrm{kg}$。

（三）每乾燥 $1\ \mathrm{kg}$ 乾重所需空氣量

每 $1\ \mathrm{kg}$ 乾物質需移除的水量為：

$$m_{w,\mathrm{removed}}=X_{db,i}-X_{db,f} =4.00-0.25=3.75\ \mathrm{kg\ water}$$

每公斤乾空氣吸收的水分為：

$$Y_o-Y_i=0.02-0.01=0.01\ \mathrm{kg\ water/kg\ dry\ air}$$

由水分平衡：

$$m_{da}=\frac{m_{w,\mathrm{removed}}}{Y_o-Y_i} =\frac{3.75}{0.01} =375\ \mathrm{kg\ dry\ air}$$

（四）減少乾燥空氣用量的兩個方案

空氣用量由下式決定：

$$m_{da}=\frac{m_{w,\mathrm{removed}}}{Y_o-Y_i}$$