114 高普考高考三級 園藝 園產品處理及加工學 考古題詳解

核心觀念

預冷是採收後迅速移除園產品的田間熱，使產品降至適合貯運的溫度。這題的重點是比較三種預冷方式的熱傳機制，再說明哪些條件會改變冷卻速率。

降溫的基本關係可用下式表示：

其中 $Q$ 為移除的熱量，$m$ 為產品質量，$c_p$ 為比熱，$T_i$、$T_f$ 分別為初溫與終溫。傳熱速率則受傳熱面積、介質與產品間的溫差，以及傳熱係數影響，可概念化為：

其中 $h$ 為傳熱係數、$A$ 為有效接觸面積，$T_p$、$T_m$ 分別為產品與冷卻介質的溫度。不同預冷法主要差在冷卻介質、介質與產品的接觸方式，以及熱量移除的途徑。

解題方法

依序說明各方法的「介質如何接觸產品、熱如何離開產品、哪些條件控制速率」，並比較三者的適用特性。題目所稱「影響冷卻介質降溫速率的因素」，作答時宜同時涵蓋介質條件、產品特性、裝載與包裝，以及設備操作條件。

壓差預冷

壓差預冷又稱強制通風預冷。將裝有產品的箱或堆疊置於冷卻室內，利用風機在箱體兩側建立壓力差，使冷空氣被迫穿過箱體通風孔及產品間隙。空氣流經產品表面時，以對流帶走田間熱；產品內部的熱再經傳導移至表面，交由空氣帶走。

壓差預冷的效率取決於冷空氣是否真正穿過產品堆，而非只在箱外循環。箱孔位置與總通風面積、箱體堆疊方式、產品裝填密度與空隙，都會影響氣流分布。若氣流從箱與箱之間的縫隙短路，或包裝阻力過大，便會有部分產品冷卻較慢、溫度不均。

冰水預冷

冰水預冷又稱水冷或水淋冷卻。以冷水浸泡或噴淋產品，使產品熱量傳給流動的冷水，再由冷凍設備移除水中的熱。水與產品直接接觸，且水的熱容量及傳熱能力通常高於空氣，因此在接觸充分、冷水供應量足夠時，降溫速度通常較快。

冷卻效果取決於水溫、流量與產品接觸程度。若水量不足、水流分布不均或產品堆積過密，會使部分表面接觸不到足夠冷水；若冷卻設備不能及時帶走水吸收的熱量，水溫逐漸升高，也會降低產品與冷水間的溫差。使用此法須考慮產品能否耐水、包裝是否允許水接觸，以及冷卻水衛生管理。

真空預冷

真空預冷將產品置於密閉槽內，抽除槽內空氣，使壓力下降。當壓力降至產品水分在該溫度下的飽和蒸氣壓附近時，產品表面及組織中的水分開始快速蒸發。

核心觀念

芒果屬更年性水果，果實成熟時呼吸作用會先上升至高峰，並伴隨乙烯生成增加；後熟期間果皮轉色、果肉軟化、可溶性固形物增加、酸度下降，香氣逐漸形成。採後的高溫與碰撞傷會提高呼吸速率、促進乙烯生成，也會增加失水與病原感染，因此採收成熟度、催熟與溫度管理都會影響果實品質。

本題關鍵是比較兩品種的採收熟度及樹上後熟程度：愛文具有較明顯的樹上成熟特性，採收時常已開始後熟；金煌果型大，若留在樹上過熟，容易出現果肉劣變，通常以生理成熟的綠熟果採收，再以乙烯催熟，使果實較均勻成熟。

愛文芒果：樹上成熟為主，通常不需採後催熟

愛文果實會在樹上逐漸成熟，採收時可依市場與運輸距離選擇熟度。中長程運輸宜採較硬的成熟果，成熟度約八至九分；短程銷售則可採九至十分、近軟熟的果實。成熟判斷可觀察果實飽滿、果肩突出、梗端下凹、果肉轉黃等特徵，也可輔以糖度與果實沉水情形判斷。

愛文採收後已啟動後熟，通常不需再做人工催熟。採收與集貨時應避免果實碰撞，留果梗並避免乳汁沾污果皮；採後盡快遮蔭，降低田間熱。送至包裝場後，可進行除袋、放流乳汁、清洗、選別分級及包裝。若供外銷，依輸入國檢疫規定進行蒸熱等處理，處理後冷卻、包裝並預冷。

愛文硬熟果的冷藏溫度約為 $8\text{–}12^\circ\mathrm{C}$；軟熟果較耐低溫，可約在 $2\text{–}4^\circ\mathrm{C}$ 貯運。成熟度愈高，耐低溫性通常愈好。果實抵達消費地後回溫，可繼續後熟；軟熟果則宜低溫展售，以延緩劣變。

金煌芒果：綠熟採收，採後催熟以求成熟一致

金煌屬大果型品種，若在樹上留至黃熟或過熟，果肉較容易發生生理劣變，例如果肉水浸狀、壞疽或異味。因此生產上多在果實達生理成熟但仍為綠熟時採收，成熟度約七至九分；可參考盛花後約 $120\text{–}140$ 天，以及果核硬化、果肉開始微黃等指標。

金煌綠熟果採後若直接自然後熟，可能發生黃熟不均：果實末端已水浸狀，果梗端仍硬實。為降低這類問題，採後通常安排人工催熟，利用乙烯氣體或合適的乙烯釋放方式促進後熟，讓果皮轉黃、果肉軟化較一致。催熟應在適當溫度與時間下進行，並避免果實成熟後仍長時間置於高溫環境。

核心觀念

截切蔬果表面積增加、組織受傷且容易滲出汁液，清洗水因此容易累積土壤、有機物與微生物。清洗消毒的目的有兩項：一是降低產品表面的微生物量，二是抑制微生物在洗水中存活、避免污染由一批蔬果傳到另一批。實務上，消毒劑對洗水的控制通常比對蔬果表面本身的殺菌更可靠；清洗消毒不能保證完全去除或殺滅產品上的病原菌。

理想清洗消毒劑須同時滿足殺菌效能、產品品質、加工實用性及食品安全等條件。

解題方法：由「效能、品質、安全、實務」整理

一、理想消毒劑應具備的功能性

1. 廣效且快速殺菌：能在短時間內有效抑制或殺滅食品中重要的病原菌與腐敗微生物，且對不同微生物具穩定效果。
2. 降低洗水交叉污染風險：能迅速使洗水中的微生物失去活性，並在有蔬果汁液、土壤等負荷下維持適當消毒力，避免污染物藉洗水散播。
3. 作用穩定、易於監測與控制：有效成分在加工條件下不易快速失效，能以可行方式測定濃度或殘留量，方便補加及維持有效濃度。
4. 不損害產品品質：在有效劑量下，不應使蔬果產生異味、異色、軟化、組織傷害、營養損失或加速褐變，並應維持新鮮度及商品性。
5. 食品與作業安全：符合食品加工相關規範；使用後殘留及副產物應低且可控，不危害消費者、操作人員與環境。
6. 便於加工使用：容易配製、投加與控制，適合現場所需的短接觸時間，不腐蝕設備，且成本合理。

二、影響消毒劑作用效果的因素

可從「消毒劑、微生物、洗水、產品與操作條件」五方面分析：

1. 消毒劑種類與有效濃度：不同消毒劑的殺菌機制、速度及有效範圍不同。濃度不足會降低殺菌效果；但提高濃度也須兼顧產品品質、殘留及安全。加工時應關注有效成分的實際殘留濃度，而非只看最初投加量。

核心觀念

急速冷凍的重點，是讓蔬果迅速通過水分大量結冰的「最大冰晶生成帶」，減少大冰晶對細胞與組織的傷害。食品的凍結速度越快，冰晶通常越細小、分布越均勻；凍結速度慢，則較容易形成較大且不均勻的冰晶。

「最大冰晶生成帶」常以約 $0$ 至 $-5^\circ\mathrm{C}$ 表示，實際範圍會隨食品組成而異。急速冷凍通常指在短時間內通過此溫度帶，例如約 30 分鐘內；其核心判準是凍結速度與產品中心溫度的變化，不是單看冷凍設備的設定溫度。

解題方法

本題是原理與優缺點的申論題，可依「凍結過程與冰晶形成 → 品質影響 → 優缺點與使用條件」作答。說明原理時，應把急速冷凍與緩慢冷凍的差異連結到冰晶大小、細胞受損程度，以及解凍後的品質。

1. **快速移除熱量：**以低溫冷媒、強制冷風、冷凍接觸面或低溫液體等方式，快速降低蔬果溫度，使其迅速結冰。
2. **快速通過最大冰晶生成帶：**水分結冰時，凍結速度會影響冰晶形成與成長。急速冷凍使水分較快形成許多細小冰晶；緩慢冷凍則讓冰晶有較長時間成長，較容易形成較大的冰晶。
3. **減少組織傷害：**細小、均勻的冰晶較不易破壞細胞膜與組織；解凍時汁液流失較少，因此較能保留質地、外觀與部分營養成分。
4. **維持低溫貯藏：**凍結完成後仍須維持穩定冷凍貯藏與冷鏈。急速冷凍只能改善凍結階段的品質，無法取代適當的前處理或後續溫度管理。

優點

• **降低冰晶造成的組織損傷：**解凍後較能維持蔬果的形狀、口感與質地，汁液流失通常較少。
• **較能保留原有品質：**有助於維持色澤、風味與營養成分；但仍會受原料新鮮度、前處理、包裝、貯藏時間及溫度波動影響。