109 高普考普通考試 食品衛生檢驗 食品微生物學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
近年來美國發生多起蘿蔓生菜的食品中毒案，報告指出是由大腸桿菌 O157:H7（Escherichia coli O157:H7）所造成，請說明大腸桿菌 O157:H7 之菌種特性、主要傳染源、致病症狀及預防方法。
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核心觀念
本題考查大腸桿菌 O157:H7 的基本分類與生物特性、糞口傳染途徑、腸出血性大腸桿菌所致疾病，以及食品與環境衛生的預防措施。作答時依序說明「菌種特性、傳染源、致病症狀、預防方法」，並把蘿蔓生菜污染連結到糞便污染、灌溉水或處理過程中的交叉污染。
解題方法
先界定病原：O157:H7 是產志賀毒素大腸桿菌（STEC）中的重要血清型，亦稱腸出血性大腸桿菌（EHEC）。再依感染鏈整理傳染源：反芻動物為重要宿主，病原經糞便污染食品、水或環境後傳給人，也可在人與人之間傳播。接著說明腸道感染及毒素造成的症狀，最後提出能切斷感染鏈的措施，包括農場端防污、食品充分加熱、生菜清洗與避免交叉污染、手部衛生及安全飲水。
參考詳解
一、菌種特性
- 分類與形態：大腸桿菌（Escherichia coli）屬腸桿菌科，為革蘭氏陰性、短桿狀、兼性厭氧菌。通常可發酵乳糖；O157:H7 是依菌體 O 抗原及鞭毛 H 抗原區分的血清型。
- 致病型別與毒素：O157:H7 屬產志賀毒素大腸桿菌，會產生志賀毒素（Shiga toxin，亦稱 verotoxin），主要包括 Stx1、Stx2。毒素可傷害腸道及血管內皮細胞，嚴重時影響腎臟。
- 感染特性：感染所需菌量低，因此少量污染即可造成感染。病原可經食品、水及受污染環境傳播；食品受到污染後，外觀與氣味不一定有異常。
二、主要傳染源與傳播途徑
牛等反芻動物是重要自然宿主，動物可帶菌而無明顯症狀，病原隨糞便排出。人類主要經糞口途徑感染，常見來源如下：
- 食物：未充分加熱的牛絞肉、生乳或未殺菌乳品、未經殺菌的果汁，以及受糞便污染的生菜、芽菜等生鮮蔬果。蘿蔓生菜污染可發生於農場、灌溉水、採收、加工、運輸或餐飲處理階段。
- 水與環境：飲用或接觸受污染水源，或接觸帶菌動物及其糞便、生活環境。
- 人際傳播：感染者如廁後未確實洗手，可能污染食物、物品或照護環境，再傳給他人。
三、致病症狀
第 二 題25 分
請依國家標準 CNS 3058 比較發酵乳、濃縮發酵乳、保久發酵乳、調味發酵乳及發酵乳飲料之異同。
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核心觀念
本題考查 CNS 3058 對發酵乳的分類定義，以及各類產品在製程、乳蛋白質含量與最低活性可食用發酵菌數上的差異。以下以命題當年（民國 109 年）適用的 CNS 3058 為準；當時適用版本為民國 105 年修訂版。
CNS 3058 所稱發酵乳，是以生乳、鮮乳及其他乳製品為原料，經乳酸菌、酵母菌或其他對人體健康無害的菌種發酵，使 pH 值降低而成的製品。依產品型態分為發酵乳、濃縮發酵乳、保久發酵乳、調味發酵乳及發酵乳飲品。
解題方法
先依製程辨認各類產品，再比較其乳蛋白質與活菌標準。五類產品的共同點是以發酵為基礎；主要差異在是否濃縮、發酵後是否加熱滅菌、是否添加非乳成分，以及發酵乳在成品中的比例。
| 類別 | CNS 3058 定義與製程特徵 | 乳蛋白質（質量百分比） | 最低活性可食用發酵菌數 |
|---|---|---|---|
| 發酵乳 | 分第一類與第二類。第一類以生乳或鮮乳含量 90% 以上為原料；可為增加非脂肪乳固形物而添加脫脂乳粉等乳製品原料。第二類以生乳或鮮乳為原料，混合乳粉等乳製品原料後發酵。 | ≥2.7% | ≥ CFU/g |
| 濃縮發酵乳 | 發酵乳經濃縮，使最終產品乳蛋白質達規定門檻。 | ≥5.6% | ≥ CFU/g |
| 保久發酵乳 | 發酵後加溫滅菌，最終產品無活菌存在。 | ≥2.7% | 不要求活菌 |
| 調味發酵乳 | 為混合發酵乳，乳成分占 50% 以上；可添加果汁、蔬菜汁、果菜漿、穀物、蜂蜜、巧克力、堅果或咖啡等非乳成分，並可於發酵前或發酵後添加。 | ≥1.4% | ≥ CFU/g |
| 發酵乳飲品 | 以發酵乳為原料，加水並可添加乳清蛋白、其他非乳成分及調味劑；成品所含發酵乳占 40% 以上。 | ≥1.1% | ≥ CFU/g |
乳脂肪含量則依 CNS 3058 的乳脂肪分類標示：高脂至少 3.8%；全脂至少 3.0% 且未滿 3.8%；中脂至少 1.5% 且未滿 3.0%；低脂至少 0.5% 且未滿 1.5%；脫脂未滿 0.5%；脂肪無調整為至少 3.0%。
各類差異說明
第 三 題25 分
請就物理法及化學法說明殺菌的方式可分為那幾種，其適用範圍為何？
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核心觀念
本題考查以物理因子或化學藥劑控制、殺滅微生物的方法，以及各方法適用的物品或環境。作答時要先區分「滅菌」與「消毒」：
- 滅菌：使處理對象中的所有微生物，包括細菌芽孢，均被殺滅或去除。
- 消毒：降低或消除病原微生物，但不一定能殺死細菌芽孢。
- 抑菌：抑制微生物生長，未必直接殺死微生物。
因此，低溫、乾燥、提高滲透壓等方法多半是抑制生長或延緩腐敗，不能一概稱為完全滅菌。
解題方法
依「作用因子」分類，再說明每種方法的作用方式與適用範圍。物理法以熱、輻射、過濾等方式作用；化學法則利用藥劑破壞微生物的細胞膜、蛋白質或核酸。作答時也要指出方法的限制，避免把食品保存方法與真正滅菌混為一談。
物理法及適用範圍
| 方法 | 作用與適用範圍 |
|---|---|
| 濕熱法 | 利用熱水或蒸氣使微生物蛋白質變性。常壓煮沸可殺死多數營養細胞，適合耐熱器具的初步處理，但未必能殺死芽孢。高壓蒸氣滅菌能達到較完整的滅菌效果，適用於可耐高溫、高濕的培養基、器械及耐熱物品。食品加工的巴斯德殺菌可降低病原菌及腐敗菌，但不等同於商業無菌。 |
| 乾熱法 | 以熱空氣造成氧化及蛋白質變性，所需時間通常較長。適用於玻璃器皿、金屬器具、粉末或油脂等不適合蒸氣處理的物品；不適合易受高溫破壞的食品或器材。 |
| 過濾法 | 以濾膜或濾材截留微生物，適用於不能加熱的液體，例如部分培養液、藥液或熱敏感溶液。過濾是移除微生物，不是將其殺死；濾孔大小與操作完整性會影響效果。空氣也可經高效率過濾以減少微生物。 |
| 紫外線 | 紫外線可造成核酸損傷，適合處理空氣、暴露表面、工作檯面或薄層液體。穿透力弱，受遮蔽物、表面污物及距離影響，陰影處效果差，因此不適合深層食品或不透明液體。 |
| 游離輻射 | 如伽瑪射線或電子束，可穿透一定厚度並造成微生物核酸損傷。可用於食品輻照、包裝材料或醫療用品處理；實際效果受食品成分、包裝及輻射劑量影響，不能將其與紫外線的表面處理效果混為一談。 |
| 低溫、乾燥及高滲透壓 | 冷藏、冷凍、乾燥、加糖或加鹽可抑制微生物生長、降低水活性並延緩腐敗，常用於食品保存。這些方法通常不會殺死所有微生物或芽孢，解凍、復水或稀釋後，微生物仍可能恢復生長。 |
化學法及適用範圍
第 四 題25 分
何謂細菌之批式培養法？何謂連續式培養法？請說明其優缺點。
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核心觀念
本題考查細菌培養系統中「培養基是否持續更新」及其對細菌生長狀態的影響。
- 批式培養法（batch culture）：將一定量的培養基與接種菌一次置入培養槽，培養期間不補入新鮮培養基，也不連續移出培養液；通常待培養結束後再收穫。
- 連續式培養法（continuous culture）：培養期間連續加入新鮮培養基，同時以相同流量排出含菌培養液，使培養槽體積大致維持固定。透過調整稀釋率，可控制細菌的生長環境與生長速率。
解題方法
可從「培養基與培養液的流動方式」切入，再分別說明生長狀態、優點及限制。
批式培養為封閉系統，營養物質逐漸消耗、代謝產物逐漸累積，菌體通常依序經歷遲滯期、對數生長期、穩定期及衰亡期。連續式培養則藉由持續補充營養物質並排出培養液，在適當操作下維持較穩定的菌體濃度與生長狀態。
連續培養常以稀釋率描述培養液的更新速度：
其中 為稀釋率， 為每單位時間的進料流量， 為培養槽體積。稀釋率過高時，細菌生長速度趕不上培養液流出的速度，菌體會被洗出培養槽，稱為洗出（washout）。
批式培養法的優缺點
優點：
- 操作方式簡單，設備與控制需求較低。
- 培養批次彼此分開，便於安排不同菌種、培養條件或產品批次。
- 培養完成後可一次收穫，適合需要特定生長階段菌體或代謝產物的製程。
- 每批結束後可清洗、消毒培養槽，較容易降低批次間交叉污染風險。
缺點：