114 食品技師高等考試 食品技師 食品微生物學（第一次） 考古題詳解
第 一 題20 分
肉毒桿菌廣泛分布在自然界，中毒致命率極高。請分別說明食因型（傳統型）肉毒桿菌中毒與腸道型（嬰兒與成人型）肉毒桿菌中毒的發生原因。
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核心觀念
本題考的是肉毒桿菌中毒依「毒素在哪裡形成」區分的兩種型態：
- 食因型（傳統型）：食物中已形成肉毒神經毒素，食用後發病，屬於毒素中毒。
- 腸道型（嬰兒型與成人型）：攝入肉毒桿菌孢子後，孢子在腸道萌發、菌體繁殖並產生毒素，屬於腸道內產毒。
肉毒神經毒素進入血液後會作用於神經肌肉接合處，抑制乙醯膽鹼釋放，造成對稱性弛緩性麻痺，嚴重時可因呼吸肌麻痺而致命。
解題方法
以毒素形成位置與攝入物質作為分類判準：
- 若吃進的是食物中預先形成的毒素，判定為食因型。
- 若吃進的是孢子，孢子在腸道萌發並產毒，判定為腸道型；再依患者年齡及腸道條件區分嬰兒型與成人型。
發生原因
一、食因型（傳統型）肉毒桿菌中毒
肉毒桿菌孢子污染食品後，若食品加工或保存條件不當，且環境適合菌體萌發、生長及產毒，便會在食品中形成肉毒神經毒素。食用含有預先形成毒素的食品後，毒素經消化道吸收進入循環，引起中毒。
常見風險情境包括製備不當的罐藏食品、真空包裝或其他低氧食品；若加熱殺菌、酸化、冷藏或保存管理不足，可能讓肉毒桿菌生長產毒。其致病關鍵是吃進毒素，不必以細菌在腸道定殖為前提。
二、腸道型肉毒桿菌中毒
第 二 題20 分
使用輻射（Radiation）破壞微生物時，請說明 radappertization、radicidation 及 radurization 的定義及所使用的輻射劑量範圍，並詳述輻射對於食物品質的影響。
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核心觀念
本題考食品輻射加工的三種微生物控制目的，以及游離輻射對食品品質的影響。三個術語可依控制目標區分：
- Radappertization（輻射完全殺菌／輻射商業殺菌）：以足夠高劑量處理，使食品中的微生物降低至一般檢驗方法無法檢出，達到商業無菌或可常溫保存的程度；實際上仍須依食品種類、初始菌數、包裝及保存條件設計劑量。
- Radicidation（輻射殺病原菌）：以輻射降低特定非產孢病原菌，使其在處理食品中無法由認可的檢驗方法檢出；也可用於降低或殺滅食品中的寄生蟲。
- Radurization（輻射延長保存）：以輻射大幅降低腐敗微生物，使食品保存期限延長；通常不以殺滅所有微生物為目標。
吸收劑量常用 Gy 或 kGy 表示，。食品輻射主要以游離輻射破壞微生物的遺傳物質，也會經由水分輻解產生自由基，間接造成細胞損傷。
解題方法
先按「殺菌程度」由高至低排列，再配對處理目的與常見劑量範圍：
| 處理方式 | 主要目的 | 常見輻射劑量 |
|---|---|---|
| Radappertization | 達到商業無菌、抑制微生物性腐敗或產毒 | 約 25–45 kGy；概括範圍常列約 10–60 kGy |
| Radicidation | 降低特定非產孢病原菌至檢驗不出，亦可殺滅寄生蟲 | 病原菌約 2–8 kGy；寄生蟲處理依種類可低至約 0.1–1 kGy |
| Radurization | 降低腐敗菌、延長保存期限 | 約 0.4–10 kGy；常見低劑量應用約 0.75–2.5 kGy |
劑量是依食品與目標微生物而定的範圍，不代表任何食品都能直接套用單一劑量。特別要區分 Radicidation 的病原菌處理與寄生蟲處理：後者所需劑量可較低。
輻射對食品品質的影響
有利影響
- 降低微生物負荷、延長保存期限：抑制腐敗菌或降低特定病原菌，可延緩腐敗並提升食品衛生安全。
- 處理時升溫有限：食品輻射屬非熱加工，適當劑量下可避免傳統高溫造成的大幅熟化、變色或質地改變。
第 三 題20 分
病原菌在自然界中易污染食品，常在臺灣及世界各地引起食品中毒事件。為了縮短檢測時間，可使用 Real-time polymerase chain reaction（Real-time PCR）快速檢測食品中的病原菌。請回答下列問題：
（一）說明 PCR 與 Real-time PCR 的不同處。（10 分）
（二）如何以 Real-time PCR 快速檢測食品中的病原菌。（10 分）
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（一）PCR 與 Real-time PCR 的不同處
核心觀念
兩者都以特定引子（primers）界定目標 DNA 片段，經變性、引子黏合及延伸等循環，由 DNA 聚合酶擴增目標序列。主要差異在於擴增產物的偵測時點與方式：傳統 PCR 通常在反應結束後分析產物；Real-time PCR 則在擴增過程中逐循環監測螢光訊號。
比較重點
| 比較項目 | 傳統 PCR | Real-time PCR |
|---|---|---|
| 產物偵測時點 | 反應完成後（終點分析） | 擴增過程中逐循環偵測 |
| 常見偵測方式 | 凝膠電泳分離 DNA 片段，以染劑顯色觀察大小及有無 | 螢光染劑或螢光探針；儀器讀取螢光變化 |
| 結果判讀 | 依有無符合預期大小的條帶判斷 | 依螢光訊號是否超過設定門檻，以及達門檻的循環數判斷 |
| 定量能力 | 一般為定性；終點產物量不易反映起始模板量 | 可定量或半定量；有標準曲線時可估算起始模板量 |
| 污染與操作 | 通常需開管做電泳，較易造成擴增產物污染 | 多為封閉反應管內偵測，降低開管污染風險 |
| 儀器與成本 | 儀器需求較簡單，流程較省成本 | 需具螢光偵測功能的即時定量 PCR 儀器，試劑與設備成本較高 |
Real-time PCR 的螢光來源常見兩類：SYBR Green 等雙股 DNA 結合染劑，會對雙股 DNA 產生螢光；TaqMan 探針等序列專一性探針，須與目標序列結合並在延伸時產生可偵測螢光。探針法通常能提升目標辨識專一性；染劑法則須留意非專一性產物也會產生訊號。
螢光首次超過設定門檻時所對應的循環數稱為 Ct 或 Cq。在反應效率及條件相同時，起始目標核酸越多，訊號越早超過門檻，Ct/Cq 越小。
解題方法與解題技巧
題目問「不同處」，可從「偵測時點、訊號來源、結果判讀、定量能力、污染風險及設備需求」逐項比較。作答時要明確指出：Real-time PCR 仍是 PCR，差別在擴增當下同步監測螢光，不必等反應完成後再以電泳判讀。
常見陷阱是把 Real-time PCR 與反轉錄 PCR 混為一談。Real-time PCR 描述的是「即時監測擴增」；若起始模板是 RNA，須先經反轉錄形成 cDNA，才進行即時 PCR，這稱為 RT-qPCR。
（二）以 Real-time PCR 快速檢測食品中的病原菌
核心觀念
Real-time PCR 偵測的是食品樣品中病原菌的特定核酸標的，例如菌種鑑別基因或毒力基因。它可縮短分析時間，但食品基質可能抑制 PCR，且食品中病原菌數量常低，因此需先適當取樣、增菌與核酸萃取，並設置必要的品質控制。
解題方法：檢測流程
- 取樣與均質化 依食品種類與檢驗方法規定取代表性樣品，使用適當稀釋液或培養基均質化，讓微生物分散於樣品中。
第 四 題20 分
發酵肉製品使用的菌種以乳酸菌為主，請說明乳酸菌對於製造發酵肉製品的功效有哪些？
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核心觀念
發酵肉製品中的乳酸菌（lactic acid bacteria, LAB）主要利用肉品配方中的可發酵醣類，產生乳酸等代謝物。乳酸菌是主要發酵菌種，能促成肉品酸化與熟成，並影響產品的安全性、風味、色澤、質地及保存性。不同菌株的代謝能力不同，實際效果也會受到配方、發酵條件及其他菌種影響。
解題方法
題目問的是乳酸菌「對製造發酵肉製品的功效」，作答時可由乳酸菌代謝造成的變化，依序說明保存與安全、產品品質、熟成及營養方面的作用。核心因果關係是：
乳酸菌的主要功效
-
酸化肉品，抑制腐敗菌與病原菌 乳酸菌發酵醣類生成乳酸，使肉品 pH 下降；酸性環境可抑制許多腐敗菌及病原菌生長。部分菌株也會產生醋酸、過氧化氫或細菌素等抑菌物質，進一步加強生物保藏效果。
-
提高產品安全性與保存性 乳酸菌快速生長並產酸，可與不良微生物競爭醣類及生長空間，降低腐敗風險、延長保存期限。酸化作用須配合鹽漬、乾燥、冷藏及衛生管制，不能單獨視為完整的殺菌處理。
第 五 題20 分
腸球菌（Enterococci）存在於人及動物腸道內，可作為糞便污染指標菌。請說明腸球菌的生長需求有哪些？也請說明腸球菌可作為水質污染指標，是因其具有哪些特徵？
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核心觀念
本題考查腸球菌的生理耐受特性，以及它們為何適合作為水中糞便污染指標。腸球菌是革蘭氏陽性、兼性厭氧、通常不形成芽孢的球菌，常見於人與其他溫血動物腸道及糞便中。
答題時可分成兩部分：先列出可用於辨識腸球菌的生長條件，再說明其糞便來源、環境存活能力與指標意義。
解題方法
一、腸球菌的生長需求與耐受條件
腸球菌的典型生長特徵包括：
- 溫度範圍廣：可在約 生長，部分菌株在較高溫度下仍能生長。
- 耐高鹽：可在含 NaCl 的培養基中生長。
- 耐鹼：可在 pH 約 的培養基中生長。
- 耐膽鹽並可水解七葉苷：可在含膽鹽培養基中生長，並水解七葉苷（esculin）；常以含膽鹽七葉苷培養基協助分離與鑑別。
- 營養與氧氣條件：可利用一般豐富培養基生長，屬兼性厭氧菌；氧氣不是其生長的絕對必要條件。
上述耐受性是腸球菌的鑑別性生理特徵，不應誤寫成「必須有高鹽、高鹼或膽鹽才會生長」。這些條件代表其能耐受並在相應培養基中生長。
二、作為水質污染指標的特徵
腸球菌適合作為糞便污染指標，主要因為：