112 地方特考三等 食品衛生檢驗類科 食品分析與檢驗 考古題詳解

核心觀念

本題考查溶液濃度換算、氧化還原反應的當量濃度，以及固體試藥或有效成分的秤量。

• 莫耳濃度：每公升溶液所含溶質莫耳數，$M=n/V$。
• 當量濃度：每公升溶液所含當量數，$N=M\times$ 每莫耳溶質所提供的當量數。
• 稀釋公式：稀釋前後溶質莫耳數不變，故 $C_1V_1=C_2V_2$；使用當量濃度時亦可寫成 $N_1V_1=N_2V_2$。
• 質量濃度：$m=C_mV$；若試劑有效成分僅占一定比例，須再除以該比例，求得所需試劑總質量。
• 配製定容：先將溶質溶解或將濃縮液加入部分溶媒，冷卻至室溫後，再以溶媒定容至指定體積。

解題方法

（一）由 $18\ \mathrm{mol/L}$ 硫酸配製 $9\ \mathrm{N}$ 硫酸 $100\ \mathrm{mL}$

硫酸在酸鹼中和反應中每莫耳可提供 $2$ 莫耳氫離子，因此：

市售硫酸的當量濃度為：

使用稀釋公式：

**配製操作：**在適當容器中先加入部分水，緩慢將 $25\ \mathrm{mL}$ 濃硫酸加入水中並攪拌；待溶液冷卻後，移入 $100\ \mathrm{mL}$ 容量瓶，以水定容至刻度並混勻。濃硫酸稀釋會放熱，應遵守「酸入水」，不可將水倒入濃硫酸中。

（二）配製 $2\ \mathrm{N}$ 高錳酸鉀溶液 $500\ \mathrm{mL}$

高錳酸鉀的當量數取決於反應介質與還原產物。本題未明示介質，依常見酸性氧化還原滴定條件，錳由 $+7$ 價還原至 $+2$ 價，每莫耳高錳酸鉀接受 $5$ 莫耳電子，因此 $n$ 因子為 $5$。

高錳酸鉀分子量：

當量質量：

所需當量數：

所需高錳酸鉀質量：

故秤取約 $31.6\ \mathrm{g}$ 高錳酸鉀，溶解後移入 $500\ \mathrm{mL}$ 容量瓶，以水定容並混勻。

（三）配製 $400\ \mathrm{mg/L}$ 漂白水溶液 $10\ \mathrm{L}$，有效餘氯為 $5\%$

先計算成品溶液需要的有效成分總量：

核心觀念

本題考查三種元素分析技術的原子化或激發方式、訊號種類，以及砷與汞的適用性：

• 石墨爐式原子吸收光譜法（GFAAS）：以石墨爐加熱樣品，使待測元素形成基態原子，再測量其對特徵波長光線的吸收。
• 氫化式原子吸收光譜法（HG-AAS）：將砷等元素轉成揮發性氫化物，與樣品基質分離後送入原子化器，再以原子吸收方式測定。
• 感應耦合電漿原子發射光譜法（ICP-AES／ICP-OES）：以高溫電漿使樣品霧化、原子化並激發，測量元素受激原子或離子所放出的特徵波長光線。

解題方法

判斷各方法的關鍵，在於辨認待測物如何產生訊號：

1. 原子吸收法測量基態原子吸收特徵光線的程度；石墨爐負責加熱原子化，氫化法則先將特定元素轉成揮發性氫化物，再送入原子化器。
2. 原子發射法測量電漿中受激原子或離子放出的特徵光線。
3. 砷容易經還原反應生成揮發性氫化物，適合採用氫化式原子吸收法；汞具有高揮發性，可經適當的汞蒸氣產生與導入程序，以原子吸收法測定。題目列出的方法中，汞可採石墨爐式原子吸收法或 ICP-AES 測定；若採氫化物產生技術，汞須以冷蒸氣方式導入，通常稱冷蒸氣原子吸收法（CV-AAS），不能直接把砷用的氫化物生成條件套用於汞。

三種方法原理

一、石墨爐式原子吸收光譜法

將少量液態樣品注入石墨管，經乾燥、灰化及原子化等加熱程序，使待測元素轉成氣態基態原子。由元素燈或其他適當光源發出該元素的特徵波長光線，通過石墨管中的原子蒸氣；基態原子吸收特定波長的光，依吸光度定量。

此法取樣量少、靈敏度高，適合微量元素分析；但分析速度較慢，且須妥善控制基質干擾與背景吸收。

二、氫化式原子吸收光譜法

核心觀念

本題考查酸性色素的萃取與薄層層析（TLC）分離鑑別。酸性色素多為水溶性陰離子色素，常見者包括食用合成色素；分析時先依食品基質選擇適當方式將色素轉入水相，再利用色素在固定相與移動相間的分配及吸附差異分離。

薄層板常用矽膠作固定相。將檢液與標準色素溶液點在起始線上，展開劑沿薄層板毛細上升，各色素因極性、對固定相吸附力及對移動相溶解度不同，移動距離不同而形成斑點。可比較斑點顏色、位置及比移值（$R_f$）作初步鑑別：

$R_f$須在相同薄層板、展開劑及操作條件下與標準品比較；單靠$R_f$不能作為絕對定性依據。

解題方法：依食品型態前處理

共同原則是：先使水溶性色素進入水相，再去除會干擾層析的脂肪、蛋白質及其他基質成分，最後濃縮檢液供點樣。液態、固態與油脂樣品的差別，主要在於如何使色素從食品基質中釋出。

液態食品

1. 取適量液態檢品；若黏稠或含懸浮物，先以水稀釋並攪拌均勻。
2. 必要時以稀醋酸酸化，使色素易被羊毛等吸附材料吸附。
3. 將檢液與脫脂羊毛加熱處理，使酸性色素吸附於羊毛上。
4. 取出羊毛，以水洗去糖、酸及其他水溶性雜質。
5. 以稀氨水或適當鹼性溶液使色素由羊毛脫附至溶液中。
6. 將所得溶液濃縮，作為檢液。

固態食品

1. 將檢品切碎或均質，增加色素與萃取液的接觸面積。
2. 加水並以稀醋酸酸化，攪拌或加熱萃取，使色素由固體基質進入液相。
3. 過濾或離心，取液相；若色素仍未完全抽出，可再以酸性水溶液重複萃取，合併萃取液。
4. 將萃取液以脫脂羊毛吸附色素，再以水洗羊毛去除基質雜質。
5. 以稀氨水或適當鹼性溶液洗脫羊毛上的色素，濃縮後供層析分析。

油脂類食品

核心觀念

本題考查魚肉鮮度指標 $K$ 值及其 HPLC 分析方法。魚死後，肌肉中的 ATP 依序降解：

其中，ATP、ADP、AMP 與 IMP 屬於較早期的核苷酸；HxR 與 Hx 為後期降解產物。魚肉愈不新鮮，HxR 與 Hx 所占比例愈高，故 $K$ 值愈大。

$K$ 值定義為：

（一）HPLC 分析黑鮪魚 $K$ 值之原理

1. 魚肉中的 ATP 相關降解物具有核苷酸、核苷或含氮鹼基結構，能溶解於適當的萃取溶劑中。

2. 將魚肉樣品中的 ATP、ADP、AMP、IMP、HxR 及 Hx 萃取出後，注入 HPLC。

3. HPLC 以固定相與流動相之間的分配、吸附或離子作用差異，使各化合物依保留時間不同而分離。

4. 這些化合物具有紫外線吸收性，可利用紫外光偵測器，通常在約 $254\ \mathrm{nm}$ 偵測。

5. 以各標準品建立保留時間及檢量線，依樣品各波峰的保留時間確認化合物種類，再由波峰面積或波峰高度換算各化合物濃度。

6. 將 HPLC 定量所得的 HxR 與 Hx 含量代入 $K$ 值公式，即可評估魚肉鮮度。

（二）HPLC 分析黑鮪魚 $K$ 值之完整流程

1. 採樣與前處理

取具代表性的黑鮪魚肌肉，去除魚皮、骨骼及明顯脂肪，切碎或均質化。採樣過程應保持低溫，以避免 ATP 相關化合物持續降解。

2. 酸性萃取

秤取一定重量的均質魚肉，加入適當比例的冷高氯酸溶液進行萃取。高氯酸可使蛋白質沉澱，並將 ATP、ADP、AMP、IMP、HxR 及 Hx 萃取至溶液中。

經充分均質及振盪後，離心取上清液。

3. 中和萃取液

以適當鹼液將酸性萃取液調整至接近中性，使高氯酸鹽及蛋白質等雜質沉澱，再離心取澄清液。

4. 過濾與定容

將上清液以濾膜過濾，去除懸浮微粒，必要時以流動相定容或稀釋至適當濃度，避免堵塞 HPLC 管柱。

5. 配製標準品

分別配製 ATP、ADP、AMP、IMP、HxR 及 Hx 標準溶液，建立各化合物的：