107 高普考高考三級 食品衛生檢驗 食品微生物學 考古題詳解

核心觀念

1. 法規依據：以命題當年（民國 107 年）法規為準，依據衛生福利部訂定之《生食用食品類衛生標準》，生食用蔬菜之大腸桿菌群最確數限量為 $10^3\text{ MPN/g}$ 以下。（現行法已修正：衛生福利部於民國 110 年 7 月 1 日整併實施《食品中微生物衛生標準》，廢止原《生食用食品類衛生標準》，但本題解題仍以命題當年為準）。
2. 大腸桿菌群（Coliform group）定義：指一群兼性厭氧或好氧、革蘭氏陰性、無芽孢之桿菌，能在 $35 \pm 1^\circ\text{C}$ 下於 $24 \sim 48$ 小時內發酵乳糖（lactose）並產酸產氣者。包含 Escherichia、Enterobacter、Klebsiella、Citrobacter 等屬。
3. 衛生指標菌意義：作為評估食品受污染程度、製程清潔度、清洗消毒成效與冷鏈保存品質之「製程與環境衛生指標菌」（Sanitation Indicator）。
4. 最確數法（MPN, Most Probable Number）原理：基於泊松分佈（Poisson distribution）的統計推估法，藉由連續十倍稀釋液接種多管液態培養基，利用發酵乳糖產氣作為陽性特徵，經推定試驗與確定試驗後查表推估每公克檢體中的菌數。

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解題方法

本題為標準的食品微生物三段式申論題，解題切入點如下：

1. 特性說明：從「形態染色」、「生理代謝（乳糖發酵產酸產氣）」、「培養條件（溫度、時間、氧氣）」及「代表菌屬」四個面向作精準且嚴謹的微生物學定義。
2. 品質意義：針對「生食用蔬菜」不經高溫加熱的特質，點明大腸桿菌群檢驗代表採收環境、灌溉與清洗水質、採收後處理衛生及溫控保存之指標；同時釐清「大腸桿菌群包含環境菌，高數值代表衛生不佳或潛在病原菌風險，但非專一性糞便污染指標」。
3. MPN 分析步驟：依據衛福部食藥署（TFDA）公告檢驗方法，分為「檢體配製與連續稀釋」、「推定試驗（LST broth）」、「確定試驗（BGLB broth）」及「查表計算結果」完整寫出試劑、溫度、時間與判定標準。

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選項分析

本題為申論題，無個別選擇題選項。得分關鍵在於答題架構的層次感與實驗步驟參數的精準度（培養基名稱、培養溫度與時間、產氣判讀及計算方式）。

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解題技巧

1. 定義不可缺漏關鍵字：革蘭氏陰性（Gram-negative）、無芽孢（non-spore-forming）、兼性厭氧（facultatively anaerobic）、發酵乳糖產酸產氣、培養溫度 $35 \pm 1^\circ\text{C}$、時間 $24 \sim 48$ 小時。
2. 培養基與試驗快速記憶：

• 推定試驗（Presumptive test）：使用 LST（Lauryl Sulfate Tryptose broth，月桂基硫酸鹽抑制革蘭氏陽性菌）。
• 確定試驗（Confirmed test）：使用 BGLB（Brilliant Green Lactose Bile 2% broth，光亮綠與牛膽鹽抑制非大腸桿菌群之產氣菌）。

3. 意義辨析防陷阱：切忌將「大腸桿菌群（Coliforms）」直接等同於「糞便污染」。大腸桿菌群包含普遍存在於植物、土壤的環境菌（如 Enterobacter cloacae），若要專一確認糞便污染，須進一步檢驗糞便性大腸桿菌群（Fecal coliforms）或大腸桿菌（Escherichia coli）。

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【答案】

一、大腸桿菌群（Coliform group）的基本特性

1. 形態與染色：為革蘭氏陰性（Gram-negative）、桿狀、不產芽孢（non-spore-forming）之細菌。
2. 呼吸型態：好氧或兼性厭氧（aerobic or facultatively anaerobic）。

核心觀念

本題評量食品工廠現場稽查中「食品接觸面（Food-Contact Surfaces）清潔消毒確效」之標準檢驗流程，涉及以下關鍵學理與法規標準：

1. 採樣技術規範：依據國際標準（如 ISO 18593、Compendium of Methods for the Microbiological Examination of Foods）及衛生福利部食品藥物管理署（TFDA）公告之微生物檢驗通則，針對加工器皿表面最常採用且適用性最廣者為「塗抹法（Swab Method）」。
2. 消毒劑中和機制：現場器皿多經化學消毒（如次氯酸鈉、季銨鹽化合物、過氧乙酸），採樣稀釋液必須添加專用中和劑（如硫代硫酸鈉、Tween 80、卵磷脂），防止殘留消毒劑在運送與培養過程中持續抑菌，造成檢驗結果「偽陰性」或「低估菌數」。
3. 微生物檢驗學理：以「好氣性生菌數（Total Aerobic Plate Count, APC / Total Viable Count, TVC）」作為整體清潔度評估指標，必要時輔以衛生指標菌（大腸桿菌群 Coliforms）。包含十倍連續稀釋、傾注平板法（Pour Plate Method）或塗抹平板法（Spread Plate Method）、菌落計數與單位面積菌數換算（$\text{CFU}/\text{cm}^2$）。
4. 法規依據：以命題當年（民國 107 年）法規為準，主管機關評估器皿清潔度係依據《食品良好衛生規範準則》（GHP）第二十六條有關食品接觸面清潔與消毒之規定，並參照相關餐具與設備清潔度判定指引（如要求不得檢出大腸桿菌群、生菌數應符合衛生安全限量）。現行法規架構亦維持此一確效原則。

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解題方法

本題為標準操作程序（SOP）之申論題型，答題切入點應按「採樣前準備 $\rightarrow$ 現場採樣操作 $\rightarrow$ 檢體運送 $\rightarrow$ 實驗室菌數分析 $\rightarrow$ 菌數計算與清潔度判定」五大邏輯階段依序鋪陳：

1. 採樣方法的選定：食品加工器皿（如攪拌桶、調理盆、輸送帶、刀具等）常有轉角、凹槽或平弧面，採樣以「滅菌棉棒塗抹法（Swab Technique）」最具通用性與代表性，標準採樣面積設定為 $100\text{ cm}^2$（或 $25\text{ cm}^2$）。
2. 菌數分析方法：採用衛福部標準之「食品微生物之檢驗方法－生菌數之檢驗」，以標準平板計數培養基（Plate Count Agar, PCA）進行傾注培養，並以 $35 \pm 1^\circ\text{C}$ 培養 $48 \pm 2$ 小時。
3. 計算與換算推導：將平板計數之菌落數換算回採樣管中總菌數，最後除以採樣表面積，推導出單位面積殘留菌數（$\text{CFU}/\text{cm}^2$），以精準評估其清潔度等級。

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選項分析（申論題採樣與檢驗方法比較剖析）

本題為申論題，並無單選題選項。然而在構思「器皿表面採樣與分析」策略時，考生須在腦中比較不同技術之適用性，並在作答中展現專業選擇之依據：

1. 塗抹法（Swab Method，最佳選擇）：

• 優點：適用於各種形狀（平面、凹凸面、轉角、接縫處）的器皿與加工設備；可彈性調整採樣液體積以達到定量檢測。
• 結論：作為本題主答流程，最符合稽查員在現場應對多元加工器皿之實務需求。

2. 接觸平板法／RODAC 平板法（Replicate Organism Detection and Counting，次要輔助）：

• 限制：僅適用於絕對平整、無刮痕的剛性表面；若表面殘留水分或黏性物質易滑移，且無法進行高倍數稀釋，當菌數過高時菌落會融合成片而無法計數。
• 結論：不適合做為各種器皿的通用 SOP，但可作為平整台面快速篩檢之補充說明。

3. 沖洗法（Rinse Method）：

• 限制：僅適用於封閉性或深型中空容器（如管路、大口瓶、儲槽內部）。
• 結論：對於開闊型加工器皿不具操作便利性。

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解題技巧與常見陷阱

1. 勿漏中和劑（最致命失分點）：若只寫「無菌生理食鹽水或磷酸鹽緩衝液採樣」，未提及添加中和劑（如 0.1% 硫代硫酸鈉中和餘氯、0.5% Tween 80 與 0.07% 卵磷脂中和季銨鹽），會被閱卷委員認定缺乏現場食品廠稽查實務經驗。
2. 採樣動作的專業細節：必須寫出「以 $30^\circ$ 夾角塗抹」、「雙向垂直交叉塗抹（十字型／之字形塗抹）」、「塗抹過程中轉動棉棒」，展現實驗手法的精確性。
3. 單位轉換不可漏掉面積：菌數分析計算結果若僅停留在 $\text{CFU}/\text{mL}$，未能換算為 $\text{CFU}/\text{cm}^2$（除以採樣面積），則無法達成題目「評估器皿表面清潔程度」的最終目的。

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【答案】

身為衛生局食品衛生查驗人員，針對食品廠加工器皿進行表面殘留菌數之檢驗，以評估其清潔衛生程度，採行之標準採樣操作及實驗室菌數分析步驟如下：

壹、加工器皿表面的微生物採樣操作（滅菌棉棒塗抹法）

1. 採樣前器材與試劑準備

• 採樣器材：無菌棉棒（或聚酯纖維棉棒）、無菌採樣模板（內部鏤空面積為 $10\text{ cm} \times 10\text{ cm} = 100\text{ cm}^2$；若器皿面積較小則改用 $5\text{ cm} \times 5\text{ cm} = 25\text{ cm}^2$）、無菌剪刀或鑷子、無菌手套、保冷箱及冰寶（維持 $0 \sim 4^\circ\text{C}$）。

核心觀念

本題考查食品微生物學與食品加工保藏學中「熱力殺菌（Thermal Processing）」的核心定義、層次區分及其在罐頭食品工業上的實際應用。核心觀念與法源依據如下：

1. 熱力致死動力學與殺菌目的分級：熱處理強度取決於目標微生物耐熱性（$D$ 值、$z$ 值）、食品理化特性（pH 值、水活性 $a_w$）及預期的貯藏條件。殺菌模式由弱至強分為「巴斯德殺菌」、「商業滅菌」與「絕對滅菌」。
2. 法規定義（以命題當年民國 107 年之《食品良好衛生規範準則》附表二「罐頭食品良好衛生規範」為準）：

• 低酸性罐頭食品：指其內容物之平衡酸鹼值（pH）大於 4.6，且水活性（$a_w$）大於 0.85，並裝於密閉容器內之食品。
• 商業滅菌：指殺菌程度應使殺菌處理後之食品，在正常商業貯運及無冷藏之條件下，不得有微生物繁殖，且無致病菌或殘存之毒素存在。

3. 指標微生物與 $12D$ 概念：低酸性罐頭以肉毒桿菌（Clostridium botulinum）芽孢為指標菌，需達到 $12D$ 的殺菌強度（$F_0 \ge 3.0$ 分鐘）。

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解題方法

本題為標準的申論型題型，作答切入點宜採「理論定義分項條列 $\to$ 實務產品對應歸類 $\to$ 多面向學理因果論證」之架構：

1. 名詞定義與目的解析：逐一針對滅菌、商業滅菌、巴斯德殺菌三者，從「處理強度」、「目標微生物（營養細胞 vs. 芽孢）」、「保存條件」與「對食品品質的影響」四個維度精準對比。
2. 歸類判斷：明確指出牛肉罐頭所屬的加熱模式為「商業滅菌」。
3. 因果闡析（得分關鍵）：

• 基質特性：牛肉屬於低酸性食品（pH $> 4.6$、$a_w > 0.85$）。
• 微生物風險：在真空密閉無氧環境下，最危險之致病菌為肉毒桿菌。
• 排他論證：
• 為何不能只用「巴斯德殺菌」？（無法殺滅耐熱芽孢，常溫無氧下萌發產毒致命）。
• 為何不採用「絕對滅菌」？（熱破壞過度，導致嚴重褐變、蛋白質焦化、質地崩解與營養盡失，失去商業價值）。
• 為何「商業滅菌」最適？（兼顧殺滅致病性芽孢與常溫耐貯性，並最大限度保留食品官能品質）。

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申論詳解

一、三種加熱模式之定義與目的

加熱模式	處理強度與主要溫度範圍	殺菌目的與殺滅對象	殘存微生物狀態	後續貯運條件與代表性食品
滅菌<br>(Sterilization)	極高溫、長時間<br>（多為 $> 121^\circ\text{C}$ 之加壓濕熱或乾熱處理）	徹底消滅或破壞食品中所有型態之微生物（包含所有營養細胞、真菌、病毒以及耐熱性極高的細菌芽孢），達到絕對無菌狀態（Absolute sterility）。	無任何具生命力的微生物殘存。	常溫貯存；但食品極少採用此法，多用於微生物檢驗培養基、醫療器材、無菌包裝材料。
商業滅菌<br>(Commercial sterilization)	高溫加壓殺菌<br>（低酸性食品常用 $115 \sim 121.1^\circ\text{C}$）	殺滅所有危害人體健康之致病菌（特別是肉毒桿菌及其芽孢），以及在正常商業無冷藏貯運條件下能生長繁殖之腐敗微生物。允許極少數耐熱性極高的嗜熱性非致病菌芽孢（如 Geobacillus stearothermophilus）殘存。	僅可能殘留極少數高度耐熱之嗜熱性非致病菌芽孢，在常溫（$< 40^\circ\text{C}$）下處於休眠狀態，不萌發繁殖。	常溫（無冷藏）條件下長期保存；應用於各式金屬罐、玻璃罐、殺菌軟袋（Retort pouch）裝罐頭食品。
巴斯德殺菌<br>(Pasteurization)	溫和熱處理<br>（通常 $< 100^\circ\text{C}$，常見 $60 \sim 85^\circ\text{C}$）	殺滅食品中不耐熱之病原菌營養細胞（如 Mycobacterium tuberculosis、Coxiella burnetii、Listeria monocytogenes、Salmonella spp.），並降低一般腐敗菌數、鈍化不良酵素，最大限度保留天然風味與熱敏性營養成分。	無法殺滅細菌芽孢（Endospores），部分耐熱性營養細胞亦可能存活。	必須配合冷藏（柵欄技術）​或高酸/高糖等環境限制生長；應用於鮮乳、啤酒、果汁、液蛋。

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二、一般加工完牛肉罐頭所屬之加熱模式

一般市售加工完成之牛肉罐頭屬於商業滅菌（Commercial sterilization）。

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三、原因說明

核心觀念

本題旨在評量考生對「食品水活性（Water Activity, $a_w$）」基本定義、物理化學原理及其在食品保藏中應用的掌握程度。核心理論涵蓋：

1. 水活性的定義： 在同溫同壓下，食品中水分之蒸氣壓（$p$）與純水之飽和蒸氣壓（$p_0$）之比值，數學式為： $a_w = \frac{p}{p_0} = \frac{\text{ERH}}{100}$ （$\text{ERH}$ 為食品達平衡時之相對濕度百分比，Equilibrium Relative Humidity）。
2. 食品中水分的存在狀態： 食品水分可分為結合水（Bound water）與自由水（Free water）。微生物代謝與生長僅能利用「自由水」，自由水的水蒸氣壓即決定了 $a_w$ 的大小。
3. 拉午耳定律（Raoult's Law）與稀薄溶液性質： 理想溶液中，溶劑之蒸氣壓正比於其莫耳分率（Mole fraction, $X_w$）： $a_w \approx X_w = \frac{n_w}{n_w + \sum n_s}$ 其中 $n_w$ 為水之莫耳數，$n_s$ 為溶質之莫耳數。
4. 降低水活性的本質途徑：

• 物理性移除水分（減少 $n_w$）
• 化學性結合水分子／提高溶質濃度（增加 $n_s$、降低 $X_w$）
• 物理相轉變（液態水轉為固態冰晶，使可利用水之蒸氣壓驟降）

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解題方法

本題為典型的「申論簡答題」，評分重點在於「分類是否具互斥性」、「原理是否具科學深度」及「實例是否具代表性」。解題切入架構如下：

1. 分類維度： 選取三種「作用機制本質不同」的方法，即：

• 脫水乾燥法（物理移除自由水）
• 添加親水性溶質法（水合作用結合自由水、拉午耳定律效應）
• 低溫冷凍法（液相轉固相之相變化）

2. 原理解析層次： 每個方法皆需從「微觀水分子行為（蒸氣壓、鍵結、相態）」導出「宏觀水活性下降」，並明確說明其對微生物生長之抑制機轉（如滲透壓休克、基質不可用性）。
3. 佐證實例： 列出市售常見之加工食品為具體代表。

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選項分析

本題為國家考試之申論題，非選擇題，無選項設計。

評分扣分警訊： 考生切忌將「加糖（糖漬）」與「加鹽（鹽漬）」拆為兩種方法，兩者在物理化學分類上皆屬「添加溶質增加滲透壓／結合水」，閱卷委員通常僅視為同一個方法而酌予扣分；亦不可僅寫「加熱」或「包裝」等非直接降低水活性的操作。

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解題技巧

1. 三維獨立性原則：答題時所列三種方法必須分屬不同物理/化學原理（一為「去水」、一為「綁水」、一為「凍水」），避免給閱卷委員邏輯重疊之印象。
2. 公式與物理量強化論述：說明「添加溶質」時引用拉午耳定律 $a_w = \frac{n_w}{n_w + n_s}$；說明「乾燥」與「冷凍」時強調純水蒸氣壓比值 $p/p_0$，可展現理論素養，爭取高分組級距。

核心觀念

本題評量屠體死後微生物性深部腐敗（Deep tissue spoilage / Internal spoilage）之成因與控制，核心聚焦於兩大經典肉品內部腐敗現象：

1. 內臟型腐臭（Visceral taint）：涉及家禽屠宰加工中「掏膛（Evisceration）時程」與「消化道菌群滲透機制」。
2. 骨腐臭（Bone taint / Sours）：涉及大型畜禽屠體「厚層肌肉死後散熱效率（Chilling rate）」、「深層組織厭氧還原狀態」以及「內生性／移行性厭氧芽孢菌（Clostridium spp.）增殖產酸產氣機制」。

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解題方法

本題為典型比較型申論題，答題架構應先明確界定名詞，再針對題旨兩大維度——「肉品種類」與「發生原因（含誘發因子、關鍵微生物、生化機制）」——逐項剖析，最後以「結構化比較表」整合歸納，展現邏輯條理性與專業度：

1. 分別論述：依序深入說明內臟型腐臭與骨腐臭的宿主動物、發生部位、污染來源與生化腐敗過程。
2. 對照整合：以表格對比兩者的好發肉品、解剖部位、關鍵誘發操作失誤、主導微生物種類與預防控制措施。

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解題技巧

1. 記憶口訣：

• 「禽臟薄、延遲掏膛滲透臭」：內臟腐臭屬於禽類、腸壁破防、揮發物被脂肪吸收。
• 「巨獸厚、深層散熱不及腐」：骨腐臭屬於牛豬大肉塊、深層骨關節散熱慢、厭氧芽孢菌產臭。

2. 常見答題陷阱：

• 誤將「骨腐臭」答成骨頭本身的病變或表面噴濺污染；骨腐臭是深層肌肉近骨關節處因散熱不良造成的深部厭氧腐敗。
• 漏答微生物菌名或僅寫泛稱；寫出具代表性的屬名（如 Clostridium、Enterobacteriaceae）能大幅提升專業分數。

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【答案】

一、內臟型腐臭（Visceral taint）

1. 好發肉品種類： 主要發生於家禽肉（Poultry），如肉雞、火雞、鴨、鵝及獵鳥（Game birds）。特別常見於未即時掏膛之屠體（如傳統市場販售之全雞或 New York dressed poultry）。

2. 發生原因與機制：

• 操作誘因：禽類屠宰放血後，延遲去除內臟（Delayed evisceration）​或冷卻不充分。
• 生理與組織變化：家禽死後，腸道黏膜組織迅速發生自溶（Autolysis），腸壁的選擇性通透屏障瓦解。
• 微生物移行動態：消化道內的常在微生物群（主要為腸內菌科 Enterobacteriaceae、假單胞菌 Pseudomonas spp.、糞鏈球菌以及微嗜氧／厭氧菌）穿透自溶之腸壁，擴散侵入腹腔組織及腹壁肌肉。
• 生化病變：腸道微生物在腹腔內分解蛋白質與脂質，代謝產生吲哚（Indole）、糞臭素（Skatole）、硫化氫（$\text{H}_2\text{S}$）及低級揮發性脂肪酸。禽肉腹腔富含脂肪組織，極易吸附此類脂溶性揮發臭氣，導致全雞腹腔與鄰近肉質散發強烈腐敗腥臭。

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