113 食品技師高等考試 食品技師 食品微生物學（第二次） 考古題詳解

核心觀念

本題考查水果與蔬菜的常見微生物相、污染來源，以及微生物對食品品質與安全的影響。作答時應把「自然存在、造成腐敗的微生物」和「外來污染、可能致病的微生物」分開，再說明它們如何進入食品、如何生長及造成何種結果。

新鮮果蔬的微生物主要附著於表面，如果皮、葉片與根部；完整健康的組織通常較能阻擋微生物侵入。採收、切割、碰傷或蟲害造成組織破損後，營養物質容易釋出，微生物較易進入並繁殖。因此，果蔬表面有微生物不等於食品已腐敗或必然有致病菌；外觀正常也不能證明沒有食源性病原菌。

本題不涉及特定法條或計算公式。

解題方法

依「微生物種類 → 來源 → 與食品之關係」三個面向作答。先列出細菌、酵母菌、黴菌等常見類群，再按田間生產、採收後處理及加工販售等環節整理來源，最後分別說明其對腐敗、發酵、食品安全的影響。這樣能完整對應題目三個要求。

常見微生物種類及其與食品之關係

一、細菌

常見類群及食品影響

• 革蘭氏陰性細菌：如假單胞菌屬（Pseudomonas）、軟腐病菌類（Pectobacterium，舊稱 Erwinia）、黃單胞菌屬（Xanthomonas）及腸桿菌科部分菌種。常見於蔬菜及潮濕表面；部分菌種可分解植物細胞壁，引起軟腐、滲液、異味及組織崩解。
• 乳酸菌：如乳酸桿菌屬（Lactobacillus）及明串珠菌屬（Leuconostoc）。在蔬菜醃漬等發酵食品中，乳酸菌可產酸、形成風味並抑制部分不耐酸的微生物；若出現在不適合其生長的產品中，也可能造成酸敗、產氣或包裝膨脹。
• 其他腐敗菌：部分芽孢桿菌屬（Bacillus）等可從土壤或植物表面進入食品；實際影響視菌種、食品條件及保存方式而定。
• 食源性病原菌：例如沙門氏菌（Salmonella）、致病性大腸桿菌（如 E. coli O157:H7）、單核球增多性李斯特菌（Listeria monocytogenes）及志賀氏菌（Shigella）。它們可污染生鮮或即食果蔬，造成食品安全風險；即使食品外觀、氣味未見異常，也不能據此排除病原菌存在。

二、酵母菌

酵母菌常見於含糖量較高、酸度較高的水果及果汁。水果受傷後，汁液外露，酵母菌可利用糖分生長，造成酒精發酵、產氣、異味或果汁混濁。某些酵母菌則可用於食品發酵製程，其效果取決於菌種與加工條件。

三、黴菌

核心觀念

本題考查腸桿菌科（Enterobacteriaceae）的共同生理特徵，以及如何用食品檢驗方法將「可疑菌落」確認並計數。腸桿菌科是由多個菌屬組成的細菌科，常見菌屬包括大腸桿菌屬、沙門氏菌屬、克雷伯氏菌屬、腸桿菌屬及檸檬酸桿菌屬。其成員並非全都是病原菌；食品中檢出量偏高，主要表示製程、器具、用水或人員衛生有待改善，不能單憑此結果判定存在特定致病菌。

以命題當年（民國 113 年）法規為準，食品檢驗可依衛生福利部公告的「食品微生物之檢驗方法－腸桿菌科之檢驗」（MOHWM0028.00）進行。該方法以紫紅膽鹽葡萄糖培養基（VRBGA）分離計數，再以葡萄糖發酵及氧化酶試驗確認。

腸桿菌科的主要特性

• **革蘭氏染色與形態：**革蘭氏陰性桿菌，不形成芽孢。多數菌株具運動性，常以周生鞭毛運動；也有不具運動性的菌種。
• **氧氣需求：**兼性厭氧菌，在有氧及無氧環境中均可生長。
• **代謝特性：**能發酵葡萄糖，通常產酸；部分菌種也產氣。多數具硝酸還原能力，通常為氧化酶陰性、觸酶陽性。乳糖發酵能力則因菌種而異，不能把「乳糖發酵陽性」當成腸桿菌科的共同定義。
• **衛生指標意義：**腸桿菌科廣泛分布於腸道、環境、水及原料中。飲料檢出超標可反映原料、製水、冰塊、容器、設備清潔或操作人員衛生管理不佳；但它不是「糞便污染」或「存在病原菌」的直接等義詞。

解題方法：依「性質—培養—確認—計數」作答

一、先寫出鑑別性共同特徵

考場作答宜先用一行概括：腸桿菌科為革蘭氏陰性、無芽孢、兼性厭氧桿菌，能發酵葡萄糖，氧化酶陰性。再補充乳糖反應因菌種而異，避免將大腸菌群的性質誤當成整個腸桿菌科的定義。

二、說明公告方法的培養與判讀

依民國 113 年適用的公告方法，固態或液態檢體取 50 g 或 50 mL，加入 450 mL 蛋白腖緩衝液（BPW）製成十倍稀釋檢液，再製作系列稀釋。各取 1 mL 檢液接種 VRBGA，倒入培養基混合後再覆蓋一層培養基，於 $37^\circ\mathrm{C}$ 培養 $24\pm2$ 小時。

核心觀念

本題分成三個層次作答：魚類腐敗菌說明品質如何劣變；衛生品質指標說明如何評估新鮮度或腐敗程度；食媒性微生物則說明魚類及水產品可能傳播哪些病原菌，以及其重要特性。腐敗菌與病原菌不可混為一談：魚肉腐敗不代表必然有病原菌，外觀與氣味正常也不代表沒有食媒病原菌。

魚類易腐敗，與其水分活性高、肌肉組織柔軟、死後自體酵素作用，以及魚肉含有可被微生物利用的含氮物質有關。魚類生前腸道、皮膚與鰓上的微生物，在捕撈後可污染魚肉；其菌相與水域、魚種、處理方式、保存溫度及包裝氣氛有關。

解題方法

採用「腐敗菌與代謝產物 → 品質指標 → 食媒病原菌與特性」的順序。腐敗菌部分點出冷藏魚常見的特定腐敗菌及其產物；指標部分分成感官、微生物、化學或生化指標；食媒菌部分則以菌種為單位，寫出來源、感染途徑或重要生理特性。

一、魚類常見腐敗微生物

魚類腐敗通常由保存環境下能生長並產生異味、黏液或其他劣變產物的微生物造成，常見者如下：

• 假單胞菌屬（Pseudomonas spp.）：常見於有氧冷藏魚類，可利用含氮物質，造成異味、黏液及品質劣變。
• 腐敗希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）：常見於溫帶海水魚的有氧冷藏腐敗。可還原魚肉中的氧化三甲胺（TMAO），產生三甲胺（TMA）；也可產生硫化氫及其他含硫揮發物，形成魚腥、硫臭或類似腐敗菜葉的氣味。
• 磷光發光桿菌（Photobacterium phosphoreum）：在低溫、低氧或氣調包裝水產品中可成為重要腐敗菌，能將 TMAO 還原為 TMA，導致魚腥異味及揮發性含氮物質增加。
• 氣單胞菌屬（Aeromonas spp.）及弧菌屬（Vibrio spp.）：可見於水產環境與魚體表面，部分菌種參與魚類腐敗；其中部分弧菌亦為食媒病原菌，須與品質腐敗的角色分開判斷。
• 腸桿菌科細菌：魚體遭受處理或環境污染、保存條件不當時可能增加，參與蛋白質及含氮物質分解。
• 乳酸菌：在真空包裝、氣調包裝、醃漬或其他低氧及較高鹽分產品中較具重要性，可能產生酸味、異味或質地變化。

腐敗菌的組成會因魚種、捕撈水域、保存溫度及包裝方式而異；因此，作答時應指出主要腐敗菌及其典型代謝物，不宜將單一菌種當成所有魚類的唯一腐敗菌。

二、評估魚類腐敗程度的衛生品質指標

TVB-N 與 TMA-N 有助於評估魚類腐敗，但其判讀會受到魚種、保存條件、加工方式及菌相影響，應搭配感官與微生物指標使用。K 值偏向評估魚肉死後鮮度變化，也不等同於病原菌風險檢測。

三、魚類常見食媒性微生物及菌種特性

核心觀念

本題考查食用醋的醋酸發酵：酵母先將含糖原料發酵成酒精，再由醋酸菌在有氧條件下將酒精氧化成醋酸。題目另要求依葡萄糖的理論反應式計算醋酸產率；理論值不計菌體生成及其他副反應造成的損失。

解題方法

原料與菌種

釀造食用醋可使用含糖原料，例如葡萄、穀物、水果或糖蜜；也可用澱粉質原料，先經糖化取得可發酵糖。常見流程為：

1. 酵母（如 Saccharomyces cerevisiae）將葡萄糖發酵成乙醇與二氧化碳。
2. 醋酸菌（如 Acetobacter aceti；亦可使用 Komagataeibacter 屬菌種）在有氧條件下將乙醇氧化成醋酸。

乙醇氧化的反應為：

葡萄糖先經酒精發酵：

再將所得乙醇氧化，可得總反應：

核心觀念

本題考查食品微生物學常用的核酸增幅、顯微觀察，以及微生物與宿主或其他菌種互動相關術語。作答時應先給出定義，再補充原理與應用，並點出容易混淆之處。

解題方法

依各名詞的用途分類說明：

• PCR、SEM：說明其原理、主要步驟或成像方式，以及在微生物檢驗中的用途。
• Postbiotics、co-fermentation：說明其對象與範圍，並區別相近概念，避免只用字面翻譯作答。

（一）Polymerase chain reaction（PCR，聚合酶連鎖反應）

PCR 是一種在體外選擇性擴增特定 DNA 片段的技術。反應需要模板 DNA、兩條分別與目標序列兩端互補的引子、耐熱型 DNA 聚合酶、dNTP、緩衝液及二價陽離子等成分。

反應在熱循環儀中反覆進行三個主要步驟：

1. 變性：加熱使雙股 DNA 分離成單股。
2. 引子黏合：降溫使引子與模板上互補的序列結合。
3. 延伸：DNA 聚合酶由引子端開始合成新股 DNA。

每一循環都會增加目標 DNA 的拷貝數；理想情況下，每循環約倍增，經 $n$ 個循環後，擴增量近似與 $2^n$ 成正比，實際反應則會受效率與試劑耗盡等因素影響。PCR 可用於病原菌核酸檢測、菌種鑑定、基因分析及食品檢驗。若目標為 RNA，須先以反轉錄酶轉成 cDNA，再進行 PCR，稱為反轉錄 PCR（RT-PCR）。

（二）Scanning electron microscopy（SEM，掃描式電子顯微鏡）

SEM 利用聚焦電子束逐點掃描樣品表面，偵測樣品表面受電子束作用後產生的二次電子或背向散射電子等訊號，再將訊號轉換成影像。因此 SEM 主要呈現微生物或材料表面的形貌與立體外觀，適合觀察細胞形狀、表面結構、生物膜及微生物與食品基質的附著情形。

生物樣品通常須經固定、脫水與乾燥等處理；為避免非導電樣品表面蓄積電荷，常會再進行導電鍍膜。SEM 的影像不等同活細胞的即時狀態，也不能直接呈現細胞內部超微結構；觀察內部超微結構通常使用穿透式電子顯微鏡（TEM）。

（三）Postbiotics（後生元）