112 地方特考三等 食品衛生檢驗類科 食品微生物學 考古題詳解

核心觀念

本題考查冷凍對微生物的保存與傷害作用，以及冷凍時細胞內外水分、溶質和細胞結構的變化。冷凍可抑制微生物生長，但通常不能使食品中的微生物完全死亡；解凍後，存活的微生物仍可能恢復生長。

解題方法

作答可分成兩部分：先說明微生物在冷凍及冷凍儲存期間的存活與生長，再依序說明冷凍造成的冰晶、脫水、溶質濃縮及細胞結構變化。

一、對微生物存活與生長的影響

• 食品降溫並結冰後，可利用水減少、水活性下降，低溫也會抑制酵素反應與代謝。因此，多數微生物停止或大幅減緩生長，冷凍可延長食品保存時間。
• 冷凍不是可靠的殺菌方式。部分微生物會因冷凍損傷而死亡，另有相當數量可存活；解凍後，存活者可恢復代謝及繁殖。
• 冷凍造成的死亡或損傷程度會因微生物種類、食品成分、降溫速率、冷凍溫度與儲存時間而異。細菌芽孢通常較耐受；脂肪、糖或蛋白質含量較高的食品，可能對細胞具有保護作用。
• 冷凍儲存期間，微生物通常不繁殖，但仍可能逐漸失活或受傷。冷凍溫度波動、部分解凍再結冰，會增加細胞受到的傷害；反覆凍融尤其容易造成存活率下降。

二、冷凍造成的細胞內外變化

1. 冰晶形成與機械性傷害 冷凍時，細胞外水分常先結冰，形成細胞外冰晶；若細胞內水分也結冰，則可能形成細胞內冰晶。冰晶可造成細胞膜及其他細胞構造受損。解凍時冰晶融化，受損的膜可能無法恢復原有功能。

核心觀念

指標菌是用來評估食品或加工環境的衛生狀況、糞便污染或製程控制情形的微生物。檢出指標菌不等於檢出病原菌；其意義是依照菌種特性與食品製程，推估污染或衛生失控的可能性。

本題比較兩類指標菌：

• 大腸桿菌群（coliforms）：一群可在特定條件下發酵乳糖並產酸、產氣的革蘭氏陰性菌，包含腸道來源及環境來源的菌種。
• 腸球菌（enterococci）：革蘭氏陽性、耐受性較強的一群腸道相關細菌，常用來評估糞便污染，尤其在經加熱處理的食品或環境監測中，可作為補充指標。

解題方法

採用「污染來源代表性、加工後存活情形、檢驗便利性、結果判讀限制」四個面向比較。作答時需指出兩者各自適合回答什麼衛生問題，並說明不能單憑指標菌的檢出結果推定特定病原菌存在。

詳細比較與判讀

核心觀念

本題考查以濾膜法檢測瓶裝飲用水中大腸桿菌群的原理、培養判讀與確認流程。瓶裝飲用水檢驗方法的基本原理，是將定量水樣通過孔徑 0.45 μm 的濾膜，使細菌留在膜面，再將濾膜置於選擇性、鑑別性培養基上培養。乳糖發酵的大腸桿菌群可形成具金屬光澤的菌落；再以液體培養基確認產氣反應，據以估算水樣中的大腸桿菌群數。

結果以 CFU/100 mL 表示；CFU 是菌落形成單位。此瓶裝飲用水方法不同於一般水質濾膜法的單純菌落判讀，須經 LST 與 BGLB 確認試驗。

解題方法與檢測流程

1. 取樣與重複 以無菌容器或無菌袋盛取檢體，每份檢體至少做二重複。一般取 100 mL 過濾；若污染情形嚴重，可取 10 mL，避免濾膜阻塞或菌落過度密集。

2. 濾膜過濾 將水樣以減壓方式通過無菌的 0.45 μm 硝化纖維濾膜，使水中細菌被截留於濾膜上。

3. 選擇性培養與初步判讀 無菌取出濾膜，放置於 LES Endo agar 或 m-Endo agar 表面，倒置培養皿，於 35 ± 1℃培養 24 小時。觀察是否形成具金屬光澤的菌落；這是大腸桿菌群的疑似陽性菌落。

4. LST 確認 隨機挑選至少 10 個具金屬光澤的菌落；若不足 10 個則全數挑取。每個菌落分別接種至一管 LST（Lauryl sulfate tryptose broth，月桂硫酸胰化蛋白腖培養液），於 35 ± 1℃培養 48 小時。觀察是否產氣；產氣者再進行下一步確認。

核心觀念

本題考查亞硝酸鹽在肉品中的兩項作用：一是抑制微生物，尤其是肉毒桿菌；二是作為肉品加工助劑，形成典型醃漬肉色並增進風味與保存性。亞硝酸鹽的抑菌效果會受肉品酸鹼值、鹽分、溫度及其他配方成分影響。

解題方法

作答時可先說明亞硝酸鹽在肉品中的化學轉化，再分別交代其抑菌機制與添加目的：

1. 肉品中的亞硝酸鹽可形成亞硝酸，並進一步產生一氧化氮（NO）及其他具反應性的含氮物種。肉品酸性環境有助於此轉化。
2. 這些含氮物種可干擾微生物的代謝與生長，特別是肉毒桿菌的孢子萌發及細胞增殖。
3. 另一方面，NO 與肌紅蛋白結合，經加熱後形成穩定的粉紅色醃漬肉色；亞硝酸鹽也有助於形成醃漬風味及延緩脂質氧化。

抗菌機制

• **抑制肉毒桿菌：**亞硝酸鹽是抑制肉毒桿菌（Clostridium botulinum）的重要障礙因子，可抑制其孢子萌發及營養細胞生長，降低肉毒毒素形成的風險。
• **干擾微生物酵素與能量代謝：**亞硝酸鹽衍生的 NO 等含氮反應物，可與微生物細胞內的含鐵酵素、鐵硫蛋白等作用，影響呼吸作用、氧化還原反應及能量生成。
• **影響細胞內重要分子：**含氮反應物亦可造成細胞內氧化還原平衡與代謝受干擾，使微生物生長受抑。

核心觀念

本題考查以平板計數培養基（plate count agar, PCA）及混稀法測定豬絞肉的好氣性總生菌數。平板上的每一個菌落，代表一個可培養的菌體或菌體團，因此結果以菌落形成單位表示，豬肉等固態檢體的單位為 $\mathrm{CFU/g}$。

依食品微生物之檢驗方法－生菌數之檢驗，肉製品以 $0.1\%$ 蛋白腖稀釋液作為稀釋液；選取每皿 $25$ 至 $250$ 個菌落的平板計數。若只有一個稀釋倍數的平板符合此範圍，以該稀釋倍數兩皿菌落數的平均值乘以稀釋倍數，換算原檢體的生菌數。

解題方法：檢驗流程

1. **製備初始稀釋檢液：**將豬絞肉混勻，取 $50\ \mathrm{g}$ 加入 $450\ \mathrm{mL}$ 無菌 $0.1\%$ 蛋白腖稀釋液，充分混合，製成 $10$ 倍稀釋檢液。
2. **製備系列稀釋液：**取 $10\ \mathrm{mL}$ 的 $10$ 倍稀釋檢液加入 $90\ \mathrm{mL}$ 稀釋液，製成 $100$ 倍稀釋檢液；再依相同方式逐次稀釋，製成 $1000$ 倍等稀釋檢液。每次稀釋前均須混合均勻。
3. **接種平板：**將各稀釋檢液充分振搖混勻後，各取 $1\ \mathrm{mL}$ 分別加入培養皿，每一稀釋倍數至少做二重複。另取稀釋液 $1\ \mathrm{mL}$ 加入培養皿，作為空白對照，亦做二重複。