108 地方特考三等 食品衛生檢驗 食品加工學 考古題詳解

核心觀念

靜水壓式殺菌機是連續式密封容器殺菌設備。它利用進料側與出料側的水柱高度形成靜水壓，平衡殺菌室內的蒸汽壓力，使殺菌室能在高於大氣壓的狀態下，以高於 $100^\circ\mathrm{C}$ 的飽和蒸汽處理罐頭等密封容器。

基本關係式為：

其中 $\Delta P$ 為壓差，$\rho$ 為水的密度，$g$ 為重力加速度，$\Delta h$ 為有效水柱高度差。水柱高度決定可平衡的蒸汽壓力；蒸汽壓力則對應殺菌溫度。

構造與解題方法

作圖時抓住「進料水柱—蒸汽殺菌室—出料水柱」三個主體，並標出容器輸送方向、蒸汽入口及冷卻水區。示意如下：

 進料口 出料口
 ↓ ↑
 ┌────────────────┐ ┌────────────────┐
 │ 進料水柱／預熱段│ │ 出料水柱／冷卻段│
 │ │ │ │
 │ 罐頭向下 ↓ │ │ 罐頭向上 ↑ │
 │ │ │ 熱水回收熱量 │
 └───────┬────────┘ └────────┬───────┘
 │ │
 └──────→ 密封輸送鏈／罐頭載具 ────────┘
 ┌────────────────────┐
 蒸汽 → │ 蒸汽殺菌室（蒸汽穹頂）│
 │ 罐頭連續通過並受熱 │
 └────────────────────┘
 水柱高度平衡蒸汽壓力

核心觀念

本題考的是可分解包裝材料的分類、材料來源與分解機制。依分解特性，常分為生物可分解材料、光分解材料及化學分解材料。分類時要抓住「引發分解的作用」：微生物作用、光能作用，或化學反應。

本題不涉及法條，以材料性質與分解原理作答。

解題方法

先依「分解作用來源」說明三類材料，再整理生物可分解材料的來源與限制，最後分別列出 PHA 與 PVA 的結構特點、分解方式及包裝用途相關性。名詞上須注意：生物可分解是材料可受微生物分解，不代表在任何環境下都能快速或完全分解。

（一）各類的分解原理

1. 生物可分解材料 材料在微生物、酵素及適當水分、溫度、氧氣等條件下，經水解與生物代謝逐步分解。最終產物依環境而異：有氧條件下主要形成二氧化碳、水及生物質；厭氧條件下則可形成二氧化碳、甲烷及生物質。

2. 光分解材料 材料吸收紫外線或其他光能後，分子鏈發生光化學反應，造成鏈斷裂、分子量下降，材料因而脆化、破裂或碎裂。光分解本身不等於完全礦化成二氧化碳和水；碎裂後的材料仍可能留在環境中。

3. 化學分解材料 材料因水解、氧化或其他化學反應而改變結構，進而使分子鏈斷裂、材料崩解或分子量降低。反應常受水分、酸鹼度、溫度及氧化劑等因素影響；若後續再由微生物利用，才可進一步轉化為較簡單的終產物。

（二）生物可分解材料的種類和缺點

種類

常見生物可分解材料可依來源與製法概分如下：

1. 天然高分子材料 取自生物體或天然資源，例如澱粉、纖維素、甲殼素／幾丁質、蛋白質及其衍生材料。這類材料通常可被特定微生物或酵素分解，但性質受原料與加工方式影響。

2. 微生物合成材料 由微生物在細胞內合成並累積的聚酯類，代表為聚羥基酯類（PHA），如聚羥基丁酸酯（PHB）。

3. 化學合成的可生物分解聚合物 以化學方法製得，但可在適當條件下經水解或微生物作用分解，例如聚乳酸（PLA）、聚己內酯（PCL）及部分脂肪族聚酯。

缺點

• 耐水性及阻隔性可能不足：​部分材料容易吸水，對水蒸氣、氧氣或香氣的阻隔能力不如傳統塑膠，影響食品保存。
• 機械性質及耐熱性受限：​可能較脆、韌性不足，或在高溫加工與使用時容易變形。
• 分解條件不一定普遍具備：​分解速度受溫度、水分、氧氣、微生物種類與材料厚度影響；部分材料需工業堆肥條件，不能直接推論在一般土壤、海洋或家庭堆肥中會快速分解。

核心觀念

熱風乾燥曲線以時間為橫軸、水分含量為縱軸。曲線向下，表示食品水分隨時間減少。乾燥速率取水分含量下降的正值：

其中 $X$ 為水分含量（%），$R$ 為乾燥速率（%/h）。恆率乾燥期的速率近似固定；進入減率乾燥期後，速率隨水分含量降低而下降。兩期交界處的水分含量即臨界含水率。

解題方法與計算

相鄰資料點的斜率以差分估算。每段乾燥速率取正值，並以該段兩端水分含量的平均值，作為速率圖上的代表水分含量：

時間—水分含量圖

依題目資料標出各點，再以平滑折線連接。水分含量在 $0$ 至 $4$ 小時，每小時下降 $15\%$；$4$ 小時後下降趨緩，因此兩期交界標在水分含量約 $30\%$ 處。

核心觀念

本題考食品加工中「特定處理與產品品質之間的關係」。作答時可依處理性質分類：酵素處理看其反應底物與產物；添加鹼或鹽滷看其對色澤、蛋白質及凝膠形成的影響；漂水與焙炒看其去除成分、加熱反應及質地變化；柴魚發黴則屬於利用黴菌進行熟成與乾燥的加工處理。

解題方法與各小題說明

（一）蛋粉—添加葡萄糖氧化酶

蛋液中的葡萄糖在乾燥與貯藏期間會與蛋白質中的胺基化合物發生梅納反應，造成蛋粉褐變及風味劣變。添加葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖氧化：

加工時配合過氧化氫酶，可將過氧化氫分解為水與氧。此處理的主要目的，是降低蛋液中的葡萄糖，抑制梅納反應，維持蛋粉的色澤、風味及貯藏品質。

（二）油麵—添加鹼

製作油麵時添加鹼水，主要是調整麵糰的鹼性。鹼性條件會影響小麥粉中的麵筋蛋白與色素，使麵條呈現油麵特有的黃色，並改善麵條的彈性、韌性與咬感；鹼也會帶來油麵特有的風味。

作答重點是「呈黃色、增加彈性與韌性、形成特有風味」。添加鹼是品質調整處理，不是以漂白或殺菌為主要目的。

（三）竹筍罐頭—漂水

竹筍經煮製等前處理後進行漂水，利用水溶出竹筍中的可溶性成分，尤其是酪胺酸，以減少其在罐頭製品中的析出，避免罐汁產生白濁或沉澱。此外，漂水也可帶走部分苦澀味及殘留的可溶性物質，使產品風味與外觀較佳。

本小題的核心答點是「除去酪胺酸，防止罐汁白濁」。漂水時間過長則可能使風味及水溶性營養成分流失。

（四）柴魚—發黴