115 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

本題考的是罐頭食品的熱處理設計：依食品特性與目標微生物，選擇適當的滅菌方法，並設定足以達到安全與保存要求、同時盡量維持品質的時間與溫度條件。滅菌條件不能只看「幾度、幾分鐘」，還須考慮熱如何傳入食品、食品中最耐熱的目標微生物，以及容器內最慢升溫的冷點。

設計時常用下列熱致死參數：

• D 值：在指定溫度下，使微生物數量降低一個對數週期（殺滅 90%）所需的時間。
• z 值：使 D 值改變 10 倍所需的溫度變化。
• F 值：將不同溫度下的致死效果換算為指定參考溫度的等效處理時間。常以 $F_0$ 表示換算至 $121.1^\circ\mathrm{C}$、$z=10^\circ\mathrm{C}$ 的等效致死量：

其中 $T(t)$ 為食品冷點的實際溫度。實際製程須依食品酸鹼度、目標微生物及法規要求設定所需致死量，並確認冷點達標。

解題方法

可由「食品危害與酸鹼性 → 食品及包裝的傳熱特性 → 製程與設備條件 → 品質目標」逐項說明。題目問的是決定滅菌方法與條件的因子，不是要求指定單一溫度和時間，因此應完整列出影響製程設計的因素，並說明其如何改變處理方式或強度。

決定滅菌方法與條件須考量的因子

一、食品的酸鹼性與目標微生物

1. 食品 pH 與酸度 pH 會影響微生物的生長與耐熱性。低酸性食品須特別防範能形成耐熱芽孢的致病菌及腐敗菌，通常須採用加壓高溫處理以達商業無菌；酸性或酸化食品的目標微生物及所需熱處理強度不同，可能採用較溫和的熱處理。酸度須以產品實際 pH 與配方確認，不能只憑原料名稱判斷。

2. 目標微生物的耐熱性與起始菌數 製程須針對食品中重要的致病菌、腐敗菌及其芽孢設計，考慮其 D 值、z 值、起始數量及預期殺滅程度。目標微生物越耐熱、起始菌數越高，通常所需致死量越大。

3. 保存目標與流通條件 須先界定產品要求的保存期限、是否常溫流通，以及儲運溫度。預期保存條件愈嚴苛，對微生物控制與製程穩定性的要求愈高。

二、食品組成與傳熱特性

1. 黏度、固形物與顆粒大小 液體產品、濃稠醬汁及含大塊蔬果的罐頭，其熱傳方式與冷點位置不同。黏度高、固形物多或顆粒較大時，中心升溫較慢，須依實際冷點設計時間與溫度。

2. 傳熱方式及冷點位置 罐內食品可能以對流、傳導或兩者並存的方式升溫。對流食品的冷點位置可能與傳導食品不同；產品配方、裝填狀態及加熱條件也會影響冷點。因此不能只用殺菌釜溫度代替食品冷點溫度來判定製程是否足夠。

核心觀念

亞硫酸鹽是食品加工中常用的抗氧化劑、褐變抑制劑及防腐劑；常見形式包括二氧化硫、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉及焦亞硫酸鹽。它溶於水後可形成亞硫酸氫根等具還原性的含硫物種，藉由消耗氧或還原氧化產物，減少加工與儲藏期間的品質劣變。

本題要從兩方面作答：一是亞硫酸鹽在乾燥蔬果與葡萄酒加工中的功能；二是它可能造成的營養、健康與感官缺點。

解題方法

依「保色與抗氧化、防止微生物劣變、加工上的副作用」三個方向整理，可分別連結到乾燥蔬果和葡萄酒的用途。

添加亞硫酸鹽的目的

1. 抑制褐變、保留色澤 亞硫酸鹽可抑制多酚氧化酶造成的酵素性褐變，也可抑制乾燥與儲藏時的非酵素性褐變，協助乾燥蔬果維持較明亮的色澤。部分食品中也利用其漂白作用，使產品呈現較淺的顏色。

2. 抗氧化、維持風味與品質 亞硫酸鹽可消耗氧、還原氧化產物，減緩色素、香氣及風味物質氧化。用於葡萄酒時，有助於減少氧化造成的褐變與風味劣化，維持酒的香氣和新鮮感。

核心觀念

貯藏性病害是園產品採收前已受感染、採後才顯現症狀，或採收後遭病原菌侵染並在運銷、貯藏期間發病的病害。病原以真菌與細菌為主；病毒、線蟲等也會影響部分產品，但一般不是採後腐敗的主要來源。

可將發病條件整理為「病原、寄主、環境及時間」共同作用：病原菌或細菌必須存在，產品須有可感染部位或抵抗力下降，且溫度、水分等環境適合其生長。貯藏性病害管理的核心，是避免感染、降低潛伏感染與初期感染、抑制貯藏期間的病原生長及傳播。

解題方法

題目分成兩部分作答：先依感染來源與發病條件說明誘發原因，再沿著生產、採收、處理、貯藏與運銷流程提出對應的綜合防治策略。這種寫法能將「病害為何發生」與「各階段如何阻斷」一一連結。

一、貯藏性病害誘發之主要原因

1. 採前感染，採後才發病 病原可在果實生育期感染，於果實尚未成熟時維持潛伏或靜止狀態；採收後隨著成熟、軟化或衰老，寄主抗性下降，病原開始擴展並出現病徵。例如芒果炭疽病可在田間感染，成熟後才顯現。

2. 採後傷口與自然開口成為侵染入口 採收、剪切、分級、包裝及搬運造成的擦傷、碰傷、裂傷和果梗傷口，會暴露營養豐富的組織，利於病原菌侵入。氣孔、皮孔、果梗端等自然開口也可能成為感染途徑。灰黴菌、青黴菌、軟腐細菌等常可利用傷口或受損組織造成腐敗。

3. 病原菌源多，衛生管理不佳 田間病殘體、土壤、病果、採收容器、包裝材料、設備、貯藏庫及洗滌水，都可能帶有病原。若病果未剔除，或洗滌水、設備未妥善清潔消毒，病原便會由病果傳至健康產品，或在批次間傳播。

4. 溫度與水分條件適合病原生長 溫度偏高會加快病原生長及產品後熟、衰老；相對濕度過高、表面有游離水或冷藏產品表面結露，則有利孢子萌發與細菌繁殖。低溫可抑制多數病原，但不代表完全消除病害；部分病原仍能在低溫下緩慢發育。

5. 產品成熟度過高或生理狀態不佳 過熟、過度衰老、失水、營養失衡或受熱害、寒害等逆境的產品，組織防禦力較弱，更容易受到感染。採收時機及產品健康狀況會影響貯藏期間的發病風險。

6. 處理與貯藏環境不當，促進病害擴展 粗暴搬運、堆疊過重、通風不良、溫度波動、冷鏈中斷及包裝內凝結水，都會增加傷害或提供適合病原發育的環境。部分病害產生的乙烯也會加速成熟，使產品更易感病。

二、防治管理策略

1. 採前預防，降低田間感染源 選用抗病或耐貯藏品種，維持植株健康，適當整枝通風，清除病果與病株殘體，避免灌溉水長時間濺濕果實。依病害種類及核准用途，適時採取田間病害防治，降低採收時的病原菌量與潛伏感染。

核心觀念

題目考的是蘋果長期低溫氣調貯藏（controlled atmosphere storage, CA），以及由傳統定值氣調發展出的超低氧氣調（ultra-low oxygen, ULO）和動態氣調（dynamic controlled atmosphere, DCA）。

蘋果採收後仍會呼吸、產生乙烯並持續後熟。氣調貯藏將果實置於低溫、高相對濕度環境，並降低貯藏室中的氧氣、提高二氧化碳，使呼吸與成熟速率下降，藉此延緩軟化、酸度下降、色澤改變及生理劣變。依品種、採收成熟度及貯藏管理不同，氣調貯藏可將保鮮期延長至約 6～12 個月，支持跨季供應。

解題方法

作答時依「貯藏條件 → 生理作用 → 技術演進 → 效益與限制」說明，即可完整回應題目。

一、傳統氣調貯藏的運作

蘋果採收後先迅速預冷，再放入氣密性良好的冷藏庫。貯藏期間控制溫度、相對濕度及氣體組成：

• 低溫：常用約 $0\sim1^\circ\mathrm{C}$，實際設定須配合品種的冷害敏感性及成熟度。
• 高相對濕度：通常維持約 $90\%\sim95\%$，減少果實失水、皺縮。
• 低氧、高二氧化碳：一般氣調條件常落在約 $1\%\sim3\%$ 的氧氣及 $1\%\sim3\%$ 的二氧化碳範圍，實際比例須依品種調整；一些品種採用約 $1\%\sim2\%$ 氧氣及 $2\%\sim4\%$ 二氧化碳。

貯藏室以氣密庫體維持氣體條件，並透過供氮、氣體循環、二氧化碳吸收或洗滌、感測器及控制設備，持續監測並調整氧氣與二氧化碳濃度。

二、保鮮的生理原理

1. 低溫降低代謝速率 低溫可減慢呼吸作用、酵素反應及乙烯生成，降低果實成熟與衰老速度。

2. 降低氧氣，抑制有氧呼吸 氧氣降低後，果實呼吸受到抑制，呼吸底物消耗及熱量產生減少，因而延緩軟化與酸度降低。

3. 適量二氧化碳抑制成熟與部分病害 二氧化碳可進一步減緩呼吸及成熟，也有助於降低部分貯藏性病害的發生。

4. 高濕度減少失水 高相對濕度降低果實與環境間的水分散失，維持果皮外觀及果肉品質。

低氧與二氧化碳必須控制在品種可耐受的範圍。氧氣過低或二氧化碳過高會引起發酵代謝、異味、果肉褐變或其他氣體傷害；因此氣調貯藏的關鍵是「抑制呼吸，但不使果實轉入有害的無氧代謝」。

最新發展

一、超低氧氣調（ULO）