114 公務人員升官等薦任 衛生檢驗 食品分析與檢驗 考古題詳解

核心觀念

本題考查以 HPLC 定量食品中的維生素 A，以及樣品前處理中皂化的化學目的。食品中的維生素 A 主要以游離視網醇（retinol）或視網醇酯（如視網醇棕櫚酸酯）存在；皂化可將視網醇酯水解為視網醇，並同時分解食品中的脂質。

HPLC 的定量核心是：先將分析物與樣品基質分離，再依其色譜峰的保留時間確認身分，以峰面積或峰高對照標準品定量。維生素 A 的分子具有共軛雙鍵，能吸收紫外光，也具有螢光性，因此可使用紫外光／可見光檢測器或螢光檢測器。

解題方法

可依「分離原理、檢測器、皂化目的」三部分作答：

1. **HPLC 分離與定量原理：**食品樣品經皂化、萃取及必要的淨化後，注入 HPLC。常用反相層析，以 C18 管柱為例，樣品成分在流動相與固定相之間分配不同，因此保留時間不同而達到分離。維生素 A 的身分可由保留時間與標準品比對；含量則依峰面積或峰高，使用外標法建立標準曲線後計算。
2. **檢測器：**常用紫外光／可見光檢測器，視網醇常在約 325–328 nm 測定；螢光檢測器則利用維生素 A 的螢光特性，可提高檢測靈敏度及選擇性。二極體陣列檢測器可取得吸收光譜，質譜檢測器則可提供質量資訊，作為進一步確認分析物的工具。
3. **皂化目的：**以氫氧化鉀等鹼液水解視網醇酯，使其轉成游離視網醇；同時將三酸甘油酯等脂質水解成甘油與脂肪酸鹽，利於後續萃取與分離，降低油脂基質及其干擾。

皂化反應與注意事項

視網醇酯的皂化可概念化表示為：

核心觀念

本題考查萘乙二胺比色法（Griess 反應）測定食品中亞硝酸根（$NO_2^-$）的原理、火腿檢液製備與分光光度定量，並依命題當年法規判定殘留量是否合格。

在酸性條件下，亞硝酸根與對胺苯磺醯胺反應形成重氮化合物，再與萘乙二胺鹽酸鹽偶合，生成紫紅色偶氮染料。顏色深淺在一定範圍內與亞硝酸根濃度成正比，以 $540\ \mathrm{nm}$ 測吸光度，再由標準曲線定量。

操作流程

1. **製備檢液：**將火腿細切，精確稱取約 $10\ \mathrm{g}$，置於三角燒瓶。加入飽和四硼酸鈉溶液 $5\ \mathrm{mL}$ 及 $80^\circ\mathrm{C}$ 以上熱水 $100\ \mathrm{mL}$，在沸騰水浴中加熱 $15$ 分鐘並不時振搖。冷卻至室溫後，加入沉澱劑 I（亞鐵氰化鉀溶液）與沉澱劑 II（醋酸鋅溶液）各 $2\ \mathrm{mL}$，充分混合，移入 $200\ \mathrm{mL}$ 容量瓶，以水定容。室溫靜置 $30$ 分鐘後過濾，取濾液作為檢液。此步驟用熱水萃取亞硝酸鹽，並沉澱蛋白質等基質干擾物。

2. **製作標準曲線：**取一系列已知濃度的亞硝酸根標準溶液，各精確量取 $20\ \mathrm{mL}$ 置於 $100\ \mathrm{mL}$ 容量瓶，另以水作空白。各加入水 $40\ \mathrm{mL}$、呈色液 I（對胺苯磺醯胺）$10\ \mathrm{mL}$ 及呈色液 III（鹽酸溶液）$6\ \mathrm{mL}$，混合後靜置 $5$ 分鐘；再加入呈色液 II（萘乙二胺鹽酸鹽）$2\ \mathrm{mL}$，混合、靜置 $15$ 分鐘，以水定容。於 $540\ \mathrm{nm}$ 測定吸光度，繪製吸光度對亞硝酸根濃度的標準曲線。

3. **呈色及測定檢液：**精確量取檢液 $20\ \mathrm{mL}$，依標準曲線相同步驟加試劑、靜置及定容，於 $540\ \mathrm{nm}$ 測吸光度，由標準曲線求得檢液亞硝酸根濃度

核心觀念

本題考查以酸價、過氧化價與碘價評估油脂的水解劣化、初級氧化及不飽和程度，並判讀各指標在品質管制與貯藏穩定性上的用途。三者測量的性質不同，應合併解讀，不能互相取代。

• 酸價（Acid value, AV）：中和 1 g 油脂中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀毫克數，單位為 $\mathrm{mg\ KOH/g}$。酸價升高，表示游離脂肪酸增加，常反映油脂水解；水分、脂解酵素、原料處理及貯藏條件均可能影響其變化。
• 過氧化價（Peroxide value, PV）：以每公斤油脂所含過氧化物的毫當量數表示，常以 $\mathrm{meq\ O_2/kg}$ 表示。油脂自動氧化初期會形成氫過氧化物，因此過氧化價可用來評估初級氧化程度。
• 碘價（Iodine value, IV）：每 100 g 油脂所吸收的碘克數，單位為 $\mathrm{g\ I_2/100g}$。碘與脂肪酸碳碳雙鍵反應，因此碘價反映油脂的不飽和程度；碘價愈高，通常表示雙鍵愈多。

解題方法與指標關聯

可由「水解、氧化、不飽和程度」三個面向切入，再說明它們如何互補：

1. 酸價看水解劣化：甘油三酯水解後釋出游離脂肪酸，酸價上升。酸價升高代表品質已有變化，但不能單憑酸價判定氧化程度。
2. 過氧化價看初級氧化：不飽和脂肪酸受氧、光、熱或金屬催化而氧化，初期形成氫過氧化物，過氧化價隨之上升。
3. 碘價看雙鍵多寡及氧化敏感性：雙鍵是脂質氧化的重要反應位置；一般而言，不飽和程度愈高，油脂愈容易氧化，貯藏穩定性較低。氧化消耗雙鍵時，碘價可下降。

三者的關聯可整理如下：

• 碘價是油脂的組成特性指標；高碘價通常意味較高氧化敏感性，但不等同於油脂已經氧化。
• 過氧化價升高表示初級氧化產物增加；

核心觀念

乾式灰分法是將已知重量的食品樣品置於坩堝中加熱，使水分及有機物移除或氧化，稱量最後留下的無機殘渣，作為樣品「粗灰分」含量。灰分主要代表礦物質及其氧化物、鹽類等無機殘留物；它不等於食品中各種礦物元素的總和，因部分元素或鹽類可能在高溫下揮發，且灰化時也可能發生元素間反應。

灰分含量計算式為：

其中 $m_0$ 為空坩堝質量，$m_1$ 為坩堝與樣品質量，$m_2$ 為坩堝與灰分質量。分母是樣品實際取樣質量，分子是灰分質量。

解題方法與操作流程

解題時應依序說明乾式灰化的原理、一般操作步驟，再針對蘋果、鮪魚及花生醬的含水量、蛋白質或脂肪特性，說明如何降低樣品飛散、焦化不完全或取樣不均造成的誤差。

1. **樣品均質與稱樣：**將樣品充分混勻並具代表性取樣。乾燥潔淨的坩堝先灼燒、冷卻後稱重；加入適量樣品，再稱量坩堝與樣品總重。
2. **緩慢炭化：**先以低溫或電熱板緩慢加熱，使水分逐漸蒸發、有機物炭化，避免樣品突然沸騰、起泡或燃燒飛散。高蛋白或高糖樣品尤其要控制升溫速度。
3. **高溫灰化：**將炭化後的樣品放入灰化爐，常用約 $550^\circ\mathrm{C}$ 灰化，至有機物大致氧化、殘渣呈白色或灰白色。
4. **冷卻與稱量：**取出坩堝，置乾燥器冷卻至室溫後稱量。若仍有黑色炭粒，表示灰化未完全，應再灰化、冷卻及稱量，直到質量恆定。
5. **計算：**以坩堝與灰分的質量差除以原始樣品質量，再乘以 $100\%$，得到灰分百分率。

三種樣品的前處理

蘋果

蘋果含水量高，直接強熱容易沸騰、噴濺，使樣品損失。應先洗淨、擦乾，取題目所指的可食部位，切碎或均質；若測定對象包含果皮，前處理時須保留果皮。

核心觀念

本題考查分析方法的偵測能力，以及方法確效中「能否辨認目標物、結果是否穩定、測量值是否接近真值」等基本概念。四個名詞分別對應：

• 方法偵測極限：方法能否偵測到低濃度目標物。
• 專一性：目標物能否與基質或其他物質區分。
• 重複性：相同條件下重複測量的結果是否一致。
• 準確度：測量結果與真值或公認參考值是否接近。

解題方法

依序從「最低可偵測濃度、辨認能力、同條件精密程度、與參考值的接近程度」說明，即可清楚區分四者。方法偵測極限可補充其常見統計估算方式；準確度則可用添加回收試驗說明其評估方法。

名詞解釋

（一）方法偵測極限（Method detection limit, MDL）

在特定分析方法及操作條件下，目標分析物可與空白背景區別、並能以一定信心水準判定其存在的最低濃度或最低量。MDL 著重「偵測到存在」，不代表該濃度已能被可靠定量；可定量的最低濃度通常以定量極限（LOQ）表示，且一般高於 MDL。

常見的統計估算方式，是對低濃度加標樣品進行多次重複測定，求得測定結果的標準差 $s$，再依重複測定次數與所採信心水準，乘上相應的 $t$ 值估算：

實際採用的估算程序須依適用規範或方法規定辦理。MDL 會受樣品基質、前處理及整體分析程序影響，不能只以儀器本身的偵測能力代替。

（二）專一性（Specificity）

分析方法能在預期存在的其他成分、基質或干擾物同時存在時，仍能明確辨認並測定目標分析物的能力。專一性越高，其他物質造成誤認或干擾目標物測定的可能性越低。

例如，食品中的色素或共萃取成分若與目標物的訊號重疊，可能造成假陽性或測定偏差；若方法仍能藉由適當的分離或辨認機制確認目標物，即表示具有較佳專一性。