115 食品技師高等考試 食品技師 食品分析與檢驗 考古題詳解

核心觀念

真空烘箱乾燥法是以加熱使樣品中的水分蒸發，再由乾燥前後的重量差計算水分含量。降低烘箱壓力可使水在較低溫度下沸騰，有助於減少高溫造成的分解、焦化或其他熱變化，適合不宜在常壓高溫下乾燥的食品樣品。

本題計算採濕基水分含量：

固形物含量為乾燥後樣品重量占乾燥前樣品重量的百分比，亦可由 $100\%-\text{水分含量}$ 求得。

操作原理與注意事項

1. 樣品與稱量皿預處理：鋁盒須清潔、乾燥，必要時先烘乾、置於乾燥器冷卻後稱重。樣品應具代表性，並充分混勻；全麥吐司等固體樣品宜切碎或均質，使水分較容易逸出。
2. 控制乾燥條件：將樣品均勻鋪在鋁盒中，依方法規定的溫度、真空度及時間乾燥。樣品不可放得過厚，避免表面先乾燥而內部水分難以逸出。
3. 避免樣品損失與變質：抽真空及加熱時應避免樣品飛濺或起泡。乾燥溫度不宜過高，否則揮發性成分逸散、氧化或熱分解也會造成失重，導致水分結果偏高。
4. 乾燥後冷卻再稱重：取出後立即置於乾燥器中冷卻至室溫再稱量，避免熱氣流造成稱量誤差，也避免乾燥樣品吸收空氣中的水分。

核心觀念

Somogyi 法是以鹼性銅還原反應搭配碘量回滴定量還原醣。果糖雖是酮糖，在鹼性加熱條件下會互變為具還原性的形式，因此也能還原銅離子。

加熱時，還原醣將 A 液中的 $\mathrm{Cu^{2+}}$ 還原成氧化亞銅 $\mathrm{Cu_2O}$；樣品中的還原醣越多，消耗的 $\mathrm{Cu^{2+}}$ 越多。冷卻後加入 B 液與 C 液，碘酸根和碘離子在酸性下產生碘，碘再氧化氧化亞銅。未被氧化亞銅消耗的剩餘碘，以 D 液硫代硫酸鈉滴定。

主要反應可表示為：

空白試驗沒有還原醣消耗銅離子，因而剩餘碘較多，硫代硫酸鈉用量較大。故以空白與樣品滴定體積差 $V_b-V_s$ 計算還原醣含量。

解題方法與操作

一、樣品前處理

蜂蜜先充分混勻。精秤約 $2.00\ \mathrm{g}$ 蜂蜜，以蒸餾水溶解並定量至 $250\ \mathrm{mL}$，混合均勻；若有懸浮物，過濾取澄清液。此為樣品溶液，記錄樣品質量 $m$、定量體積 $V_f$ 及取用體積 $V_a$。

此處以前述稀釋方式說明計算；實際秤樣量與稀釋倍數可依預期含糖量調整，使取用的樣品液所含還原醣落在方法適用範圍內。

二、Somogyi 測定

1. 精確量取樣品溶液 $V_a$，置於三角瓶中，加入 A 液 $10\ \mathrm{mL}$，再加蒸餾水，使反應液總體積為 $30\ \mathrm{mL}$。
2. 加蓋加熱至沸騰，維持沸騰 $3$ 分鐘；隨即以流動冷水冷卻。
3. 冷卻後加入 B 液 $10\ \mathrm{mL}$，再加入 C 液 $10\ \mathrm{mL}$，搖動使生成的沉澱溶解。
4. 立即以已知力價的 D 液滴定。溶液由碘的褐色轉為綠色時，加入數滴澱粉指示劑，繼續滴定至藍色消失，記錄樣品滴定體積 $V_s$。

核心觀念

本題考查超臨界流體萃取法（SFE）的相態與溶劑特性，並將其應用於巧克力油脂的重量分析。

物質的溫度與壓力均高於其臨界溫度、臨界壓力時，會進入超臨界狀態，成為超臨界流體。超臨界流體兼具類似氣體的低黏度與高擴散能力，以及類似液體的溶解能力；調整壓力、溫度即可改變其密度與溶解力，進而調整萃取效果。

食品分析常以二氧化碳作為萃取流體。二氧化碳臨界溫度約為 $31.1^\circ\mathrm{C}$，臨界壓力約為 $7.38\ \mathrm{MPa}$。超臨界二氧化碳（SC-CO₂）對非極性或低極性油脂有良好溶解能力，且減壓後容易與萃取物分離。

解題方法：巧克力油脂的 SFE 重量分析

先將巧克力均質、研磨並稱取已知質量，再以超臨界二氧化碳萃取油脂。收集器預先稱重，萃取後將收集器與油脂萃取物一同稱重，以質量差計算油脂含量。標準化操作時，可參考下列條件：

1. 樣品均質與稱樣：將市售巧克力磨細、混勻，稱取約 $3.00\ \mathrm{g}$ 試樣。
2. 分散樣品：將試樣與約 $5\ \mathrm{g}$ 惰性填料充分混合，裝入萃取槽；填料有助於樣品分散、避免結塊及改善流體通過。
3. 準備收集器：將乾燥、潔淨的收集瓶稱重，記為 $m_0$，並裝設於萃取流路出口。
4. 設定萃取條件：以二氧化碳為流體，使壓力與溫度高於臨界值。巧克力油脂分析的一組操作條件為：萃取槽壓力約 $9000\ \mathrm{psi}$、溫度 $80^\circ\mathrm{C}$；

（一）油脂碘價（Iodine value of oil）

核心觀念

碘價是表示油脂不飽和程度的指標，定義為：在規定分析條件下，每 100 g 油脂所吸收的碘克數，通常以 $g\ I_2/100\ g$ 油脂表示。油脂脂肪酸中的碳碳雙鍵可與碘試劑反應；雙鍵愈多，碘價通常愈高。

解題方法

常用 Wijs 法測定。將已知重量的油脂溶於適當溶劑，加入過量 Wijs 試劑（碘氯化物，$ICl$），使試劑與油脂雙鍵反應；反應後加入碘化鉀，剩餘的試劑釋出碘，再以硫代硫酸鈉標準液滴定。另做不含油脂的空白試驗，以空白與樣品消耗滴定液的差值計算油脂吸收的碘量：

其中 $B$ 為空白所耗硫代硫酸鈉毫升數，$S$ 為樣品所耗毫升數，$N$ 為硫代硫酸鈉當量濃度，$W$ 為油脂樣品重量（g）。常數 $12.69$ 用於將滴定結果換算為每 100 g 樣品所吸收的碘克數。

解題技巧

記住定義中的「每 100 g 油脂」及計算式中的「空白減樣品」。樣品與碘試劑反應愈多，剩餘試劑愈少，因此樣品滴定量 $S$ 小於空白滴定量 $B$；若算出 $S>B$，應檢查數據或空白、樣品標記是否顛倒。碘價反映不飽和程度，不能直接當作氧化程度或酸敗程度的測定值。

（二）蛋白質 Lowry 法（Lowry method of protein）

核心觀念

Lowry 法是以顯色反應定量蛋白質的方法，結合鹼性銅離子反應與 Folin–Ciocalteu 試劑還原反應。蛋白質含量愈高，形成的藍色愈深，在適當濃度範圍內吸光值愈大。

解題方法

先在鹼性條件下讓蛋白質與銅試劑反應，形成類似雙縮脲反應的銅－蛋白質呈色系統；接著加入 Folin–Ciocalteu 試劑，其中的磷鉬酸、磷鎢酸成分被還原，產生藍色產物。以分光光度計測量吸光值，並與已知蛋白質標準品製作的檢量線比較，求得未知樣品的蛋白質含量。

顯色不只受肽鍵與銅離子反應影響，也與酪胺酸、色胺酸等胺基酸殘基的反應有關，因此不同蛋白質可能有不同顯色響應。定量時須使用合適的標準品與檢量線，並控制試劑加入順序、反應時間及測定條件。

解題技巧

可用「先鹼性銅反應、再 Folin 顯藍」記憶反應步驟。Lowry 法靈敏度高，但部分還原性物質、螯合劑或樣品基質可能干擾反應；此外，測得吸光值須落在檢量線的適用範圍內，不能任意將範圍外的結果直接外推。

（三）酒類揮發性酸（Volatile acidity of wine）

核心觀念

葡萄酒揮發性酸，是指酒中醋酸系列的揮發性酸，包含游離態及以鹽類存在的部分。結果通常以醋酸表示，例如 $g/L$。揮發性酸是總酸的一部分，可用來評估酒中揮發性酸的含量；酒中二氧化碳、二氧化硫等成分可能影響測定結果，須依方法校正或扣除。

解題方法

核心觀念

揮發性鹽基態氮（VBN）是魚肉在貯藏期間，蛋白質及其他含氮物質經酵素與微生物作用後，形成的氨、三甲胺、二甲胺等揮發性鹼性含氮物質總量。魚肉愈不新鮮，VBN 通常愈高，因此可作為水產品鮮度的化學指標。

康威氏皿法把「鹼化釋出、密閉擴散、硼酸吸收、標準酸滴定」串連起來：

1. 三氯醋酸（TCA）萃取魚肉中的 VBN，並使蛋白質沉澱，降低蛋白質及其他基質對測定的干擾。
2. 飽和碳酸鉀使萃取液鹼化，將銨鹽及胺類轉成可揮發的游離鹼。
3. 揮發性鹼在密閉康威氏皿內擴散至內室，由硼酸吸收液捕集。
4. 以已知力價的 $N/50$ 鹽酸滴定內室吸收液；樣品滴定量扣除空白滴定量後，換算為 VBN。

以氨為例，反應可概念化表示為：

氨被硼酸吸收後，再以鹽酸滴定。每 $1\ \mathrm{mL}$、$0.02\ \mathrm{N}$ 鹽酸相當於 $0.28\ \mathrm{mg}$ 氮；題目所稱 $N/50$ 即 $0.02\ \mathrm{N}$，若力價為 $f$，則每毫升相當於 $0.28f\ \mathrm{mg}$ 氮。

解題方法與操作過程

本題要求交代測定原理及操作，作答時依序寫出檢液製備、康威氏皿反應、滴定、空白校正及結果計算，並指出各試劑的作用。

1. 製備檢液 將秋刀魚可食部取樣、切碎並均質，準確稱取樣品 $W$ g。加入已配置好的三氯醋酸溶液萃取，過濾後以三氯醋酸溶液定容至 $V$ mL，作為檢液。依本題常用操作條件，可將檢液定容至 $20\ \mathrm{mL}$。記錄樣品重量與最終定容體積，供計算使用。

2. 準備康威氏皿 將康威氏皿清潔並乾燥，在皿緣接觸面均勻塗上凡士林，使皿蓋密合，避免反應期間揮發性鹼逸散。使用微量滴定管及移液器準確量取試劑。

3. 加入吸收液及檢液 康威氏皿內室加入 $1\ \mathrm{mL}$ 硼酸吸收液。外室一側加入 $1\ \mathrm{mL}$ 飽和碳酸鉀溶液，另一側加入 $1\ \mathrm{mL}$ 檢液。立即蓋緊並固定皿蓋，再輕輕轉動康威氏皿，使外室的碳酸鉀與檢液混合；操作時避免液體濺入內室。

4. 進行空白試驗 另取一個康威氏皿，依相同方式加入硼酸吸收液及飽和碳酸鉀；以 $1\ \mathrm{mL}$ 三氯醋酸溶液取代檢液。空白試驗可校正試劑與操作本身造成的背景滴定量。