113 地方特考三等 食品衛生檢驗 食品微生物學 考古題詳解

核心觀念

本題考查「產毒菌本身」與「預先形成於食品中的耐熱毒素」之區別。致病菌為唐菖蒲伯克氏菌椰毒病原型（Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans，簡稱 BGC）；真正造成嚴重中毒的主要原因，是它在適當食品與保存條件下產生的邦克列酸（bongkrekic acid，亦稱米酵菌酸），而非細菌進入人體後大量繁殖。

解題方法

依序說明「菌種特性 → 食品中產毒條件 → 毒素致病機制 → 預防控制」，即可完整回答題意。作答時須特別指出：加熱烹調能殺死細菌，但邦克列酸耐熱，受污染食品即使重新加熱，也不能據此視為安全。

菌種特性與致病原因

1. 菌種特性 BGC 為革蘭氏陰性、好氧桿菌，屬唐菖蒲伯克氏菌中特定的病原型；並非所有唐菖蒲伯克氏菌都會產生邦克列酸。它可污染濕潤澱粉類食品及發酵食品，過去常見於發酵椰子、玉米製品；濕式米食製品如粄條、河粉若受污染，且保存不當，也可能形成風險。

2. 產毒條件 食品遭污染後，若長時間置於適合細菌增殖的溫暖環境，尤其未妥善冷藏，細菌可繁殖並產生邦克列酸。濕潤、澱粉含量高且保存管理不佳的食品較需注意。食品外觀或氣味正常，不能排除已受污染或產毒。

3. 毒素作用與臨床危害 邦克列酸會抑制粒線體內膜的 ADP／ATP 轉運，干擾氧化磷酸化與細胞能量代謝，使 ATP 生成受阻；嚴重時可造成肝臟、腎臟、心臟等器官功能損害，甚至死亡。中毒可出現噁心、嘔吐、腹痛等症狀，並進一步發生嚴重全身性病變。

核心觀念

大氣冷電漿（atmospheric cold plasma, ACP）是將氣體置於大氣壓下，以高電壓或高頻電場放電，使氣體部分游離而形成的活性混合物。其內含電子、離子、激發態分子、自由基、紫外光及各種活性氧、活性氮物種。因電子能量高、氣體整體溫度較低，能在不以高熱為主要殺菌手段的條件下處理食品表面，故屬非熱加工技術。

常用工作氣體包括空氣、氧氣、氮氣、氬氣及氦氣。氣體組成與放電條件會影響活性物種的種類和濃度；常見裝置包括介電質阻擋放電與電漿射流。

解題方法：由放電產物連結到細胞傷害

作答時可依「電漿如何產生 → 產生哪些殺菌因子 → 這些因子攻擊哪些微生物構造」說明。殺菌效果通常來自多種物理、化學作用協同，而非單一因子。

一、大氣冷電漿的殺菌原理

外加電場使工作氣體中的電子加速，電子與氣體分子碰撞後引發激發、解離及游離反應，形成具有反應性的物種與能量。其主要殺菌因子包括：

• 活性氧物種（ROS）：如原子氧（O）、羥基自由基（·OH）、臭氧（O₃）、過氧化氫（H₂O₂）。
• 活性氮物種（RNS）：如一氧化氮（NO·）、二氧化氮（NO₂·）及亞硝酸鹽、硝酸鹽等。
• 帶電粒子與電場作用：電子、離子及局部電場可作用於微生物表面。
• 紫外光與其他輻射：可直接或間接傷害微生物的遺傳物質。
• 短暫熱效應：冷電漿的整體氣體溫度低，但局部仍可能有熱效應；殺菌主因仍是活性物種等非熱作用。

二、對微生物造成的傷害

核心觀念

本題考查微生物依最適生長溫度所作的分類，以及微生物如何調整細胞結構與大分子，使其能在低溫或高溫下維持生長。判讀時須分清「嗜冷菌」與「耐冷菌」：能在冷藏溫度生長，不代表其最適生長溫度就在低溫。

微生物的生長溫度範圍可用最低生長溫度、最適生長溫度及最高生長溫度描述。最適生長溫度是生長速率最高的溫度；低於最低或高於最高生長溫度，細胞便不能增殖。

• 嗜冷菌（psychrophile）：最適生長溫度低，通常不高於 $15^\circ\mathrm{C}$，最高生長溫度約在 $20^\circ\mathrm{C}$ 左右或以下。各教科書分類界線略有差異，作答應掌握其「最適低溫、最高生長溫度也低」的特徵。
• 耐冷菌（psychrotroph，亦稱 psychrotolerant）：可在低溫，包含冷藏溫度下生長，但最適生長溫度通常高於真正嗜冷菌，常約為 $20$ 至 $30^\circ\mathrm{C}$。食品腐敗菌中常見耐冷菌；兩者不可混稱。
• 嗜熱菌（thermophile）：最適生長溫度高於一般中溫菌，常以約 $45^\circ\mathrm{C}$ 以上作概括分類起點；嗜熱菌的最適溫度範圍會依種類而異，部分可達 $60$ 至 $80^\circ\mathrm{C}$。最適溫度更高者稱超嗜熱菌。

解題方法

先依生長溫度特徵界定兩類微生物，再沿著細胞組成逐項比較：細胞膜、酵素與其他蛋白質、核酸及蛋白質合成系統。核心原則是：**低溫會使膜變硬並減慢生化反應；高溫會增加膜流動性與通透性，並使蛋白質及核酸較易失去穩定性。**兩類微生物的適應方式因此呈現不同方向，但目的相同，都是維持細胞結構與代謝功能。

細胞層級比較

核心觀念

本題考查水產魚類中組織胺的形成機制、組織胺中毒的臨床表現，以及從捕撈到烹調的預防措施。組織胺是魚肉中游離組胺酸經細菌的組胺酸脫羧酶作用後形成的生物胺：

組織胺中毒又稱鯖科魚類中毒症（scombrotoxicosis），常見於鮪魚、鯖魚、鰹魚等組胺酸含量較高的紅肉魚，也可見於鬼頭刀、秋刀魚、沙丁魚等魚種。這是攝入魚肉中已形成的組織胺所致，症狀類似過敏反應。

解題方法

依題目要求分成三部分作答：產生原因、中毒症狀、預防方式。說明產生原因時，須交代魚種與底物、細菌及酵素、溫度失控等環節；預防則以避免組織胺生成為核心，說明冷鏈與衛生管理，並指出烹煮無法去除已形成的組織胺。

一、組織胺的產生原因

1. **魚肉底物充足：**鮪魚、鯖魚、鰹魚等紅肉魚的游離組胺酸含量較高，適合作為生成組織胺的底物；其他魚種也可能發生。
2. **細菌污染並繁殖：**魚體表面、鰓或腸道中的組織胺生成菌，在捕撈後處理或貯藏衛生不佳時繁殖。常見菌屬包括 Morganella、Proteus、Klebsiella、Enterobacter 等。
3. **溫度與時間控制不當：**漁獲未及時冷卻，或運輸、拍賣、加工、販售及貯藏過程中冷鏈中斷，會促進細菌生長及組織胺生成。這種變化可能在腐敗初期發生，魚肉外觀或氣味未必能可靠辨別。
4. **組織胺形成後不易消除：**組織胺耐熱，烹煮可殺死細菌，卻不能有效破壞已形成的組織胺；魚肉各部位含量分布也可能不均。

二、中毒症狀

症狀通常在食用後數分鐘至數小時內出現，與食物過敏相似，主要包括：

核心觀念

本題考查啤酒釀造的基本製程，以及「頂部發酵」與「底部發酵」的分類依據、酵母種類、發酵溫度與成品風味差異。兩者都是酵母將麥汁中的可發酵糖轉化為乙醇與二氧化碳的酒精發酵；名稱主要反映傳統釀造時酵母在發酵液中的聚集與回收位置。

主要反應可概括為：

$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 能量}$

啤酒酵母屬於酵母菌，兩種發酵方式的主要差異在於所用菌種與發酵條件，而非基本發酵反應不同。

解題方法

作答可先依製程順序說明啤酒如何由麥芽製成，再以「菌種、溫度、酵母分布、風味與熟成」比較兩種發酵，最後指出共同點。這樣能同時交代製程與題目要求的原理、特性及微生物異同。

啤酒製程

1. 製麥：大麥浸水、發芽，使麥粒中的澱粉酶等酵素形成或活化，再經乾燥、焙燥停止發芽並形成所需麥芽風味。
2. 糖化：麥芽粉碎後加水，利用酵素將澱粉分解為麥芽糖、葡萄糖及其他可發酵糖，形成麥汁。
3. 過濾與洗槽：分離麥汁與麥糟，並以水洗出麥糟中可溶性物質。
4. 煮沸與添加啤酒花：煮沸麥汁以降低微生物污染、停止酵素作用，並萃取啤酒花的苦味與香氣成分。
5. 冷卻與充氧：將麥汁冷卻至適合酵母生長及發酵的溫度；適量供氧有助酵母在發酵初期增殖。
6. 接種與主發酵：加入啤酒酵母，使糖轉化為乙醇、二氧化碳及風味物質。
7. 熟成、澄清與包裝：發酵後熟成，使風味穩定；再依產品需求澄清、過濾或碳酸化，最後裝瓶或裝桶。

頂部發酵與底部發酵