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二手徵求有驚喜
102年第一次專門職業及技術人員高考-食品技師
類科：食品技師 科目：食品微生物學
一、何謂食物水活性？（4 分）為何探討影響食品中微生物生長因子時，人們常用食物水活性，而不用食物水分含量？（6 分）寫出二種可降低食物水活性，但不影響食物水分含量的操作，並說明其為何能降低食物水活性。（10 分）
【102-1年食品技師】
詳解：
(一)食物水活性：
密閉系統中，食物平衡水蒸氣壓(P)與同溫度下純水之飽和水蒸氣壓(P0)之比值，因其為食物的蒸氣壓與水的蒸氣壓比值，故又稱為相對蒸氣壓(relative vapor pressure, RVP)。又可以平衡相對溼度(% equilibrium relative humidity, ERH)除以100獲得，如下公式：
Aw = = RVP =
(二)常用食物水活性，而不用食物水分含量之原因：
因食物中水分含量之水分大致包括兩種：自由水(Free water)及結合水(Bound water)，微生物所能利用的水為自由水，而水活性為描述食品中自由水的多寡，其值越高，表示食品自由水越多，微生物越能利用食品中的水分，而造成腐敗。所以水分含量並不足以確切得知影響食品微生物生長的因素，故以水活性描述更為確切。
(三)二種可降低食物水活性，並說明其為何能降低食物水活性：
1. 食鹽：
(1)吸附食物中的自由水，降低水活性
(2)使環境的滲透壓上升，導致細胞水分外移，造成濃縮作用，而影響微生物正常的代謝。
(3)可解離成鈉及氯離子，其中氯離子會對微生物造成傷害。
(4)部分酵素(如Protease和Lipase)會受鹽的影響，進而使微生物代謝受到影響。
2. 糖：
(1)吸附食物中的自由水，降低水活性
(2)使環境的滲透壓上升，導致細胞水分外移，造成濃縮作用，而影響微生物正常的代謝。
二、請詳述並說明生牛乳及雞蛋所具有的天然抗菌系統（因子）。（20 分）
【102-1年食品技師】
詳解：
(一)生牛乳所具有的天然抗菌系統(因子)：
1. 溶菌酶(lysozyme)：會水解G(+)菌之細胞壁之肽聚醣(peptidoglycan)，造成殺菌作用。
2. 乳過氧化酶系統(lactoperoxidase system)：
(1)必要的三成份：乳過氧化酶(lactoperoxidase)、硫氰酸鹽[thiocyanate(SCN-)]及過氧化氫(hydrogen peroxide)。為存在乳汁中的天然成分。
(2)抗菌機制：thiocyanate於lactoperoxidase存在下經hydrogen peroxide氧化成次硫氰酸鹽[hypothiocyanate( OSCN-)]，hypothiocyanate會氧化微生物細胞膜上蛋白質硫氫基(-SH)，導致細胞膜系統功能之變化使微生物之發育停滯或死滅。
3. 凝集素(agglutinins)：使微生物凝集在一起，抑制微生物生長。
4. 乳鐵蛋白(lactoferrin)：可抑制病毒、細菌、黴菌。抑制細菌的主要機制為結合G(-)菌細胞壁的脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)和乳鐵蛋白的氧化鐵部分可氧化細菌形成過氧化物，影響細菌細胞膜通透性甚至導致細菌裂解。
(二)雞蛋所具有的天然抗菌系統(因子)：
天然抗菌因子 影響
蛋白 蛋白pH值9.3 可有效抑制微生物生長
Lysozyme (溶菌酶) 使G(+)細菌之細胞壁水解，因蛋中含有高量Lysozyme，故有人從蛋白分離出此酵素加以利用
Avidin (抗生物素) 和Biotin結合，使微生物無法利用Biotin而死亡
Ovomucoid (類粘蛋白) 有抗菌作用，會抑制Trypsin之反應
Conalbumin (伴白蛋白) 和鐵離子螯合，使微生物無法生長
蛋黃 Riboflavin (核黃素) 和陽離子(Cation)螯合，使微生物無法生長
三、近年來爆發因食用真空包裝豆乾而造成肉毒桿菌（Clostridium botulinum）中毒事件。請回答下列問題：
(一)真空包裝豆乾為何造成肉毒桿菌中毒？若為一般空氣組成之包裝豆乾是否也可能造成肉毒桿菌中毒？其原因何在？（10 分）
(二)肉毒桿菌中毒屬於感染型食物中毒（food infection），還是毒素型食物中毒（food intoxication）？其主要中毒症狀為何？針對真空包裝豆乾產品，請至少寫出一種避免肉毒桿菌中毒之策略，並解釋其原因。（10 分）
【102-1年食品技師】
詳解：
(一)真空包裝豆乾為何造成肉毒桿菌中毒？若為一般空氣組成之包裝豆乾是否也可能造成肉毒桿菌中毒？其原因何在？
1. 真空包裝豆乾會造成肉毒桿菌中毒，因真空包裝幾乎沒有氧氣存在，而肉毒桿菌又是厭氧菌(ananerobes)，適合在真空包裝的無氧環境下生長。若此食品的pH值又大於4.6、水活性(Aw)＞0.85，肉毒桿菌便能在此食品中生長良好，而產生肉毒桿菌之神經毒素，當攝取此食品時，即可能發生肉毒桿菌中毒。
2. 一般空氣組成之包裝豆乾不太可能造成肉毒桿菌中毒，因肉毒桿菌屬於厭氧菌，無法在有氧的環境下生長。但若此豆乾曾污染到肉毒桿菌，而肉毒桿菌以孢子的型態存在此豆干中，當此豆干中的好氧微生物將豆干中的氧氣耗完，成厭氧狀態時，肉毒桿菌孢子即可能萌發，並生長產生肉毒桿菌之神經毒素，當攝取此食品時，亦有可能發生肉毒桿菌中毒，但機率非常低。
3. 肉毒桿菌為厭氧菌(ananerobes)，體內缺乏抗氧化酵素，如超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、觸媒(Catalase)及過氧化酶(Peroxidase)等，所以在有氧氣的環境下，體內產生的活性氧與自由基無法中和，而攻擊細胞本身，造成肉毒桿菌死亡，故氧氣對此菌具有毒性，所以無法在有氧環境下生存。
(二)肉毒桿菌中毒屬於感染型食物中毒（food infection），還是毒素型食物中毒（food intoxication）？其主要中毒症狀為何？針對真空包裝豆乾產品，請至少寫出一種避免肉毒桿菌中毒之策略，並解釋其原因。
1. 肉毒桿菌中毒屬於毒素型食物中毒(food intoxication)。
2. 主要中毒症狀：初期有嘔吐、噁心，繼而腹部膨脹、便秘、四肢無力，最後因呼吸麻痺而死亡。肉毒桿菌中毒之特異症狀為視力減退、雙影像、瞳孔散大、眼皮下垂等眼部症狀。
3. 避免肉毒桿菌中毒之策略：
(1)調產品pH值小於等於4.6，因肉毒桿菌無法於pH值小於等於4.6生長。
(2)調產品水活性小於0.85，因肉毒桿菌無法於水活性小於0.85生長。
(3)使用此產品時再適當的加熱處理，因肉毒桿菌與其毒素不耐熱。
(4)以冷凍(-18 ℃)來貯藏此真空包裝豆干，避免肉毒桿菌生長。
四、下列為平板計數法（plate count）分析食品總菌數之問題：
(一)請敘述以此法分析食品總菌數之二個基本假設。（10 分）
(二)請詳述此分析法之二種不同操作。（10 分）
【102-1年食品技師】
詳解：
(一)請敘述以此法分析食品總菌數之二個基本假設：
1. 細胞均能生長分裂成單一菌落。
2. 原始之接種是均質的。
3. 未有凝集細胞之存在。
(二)請詳述此分析法之二種不同操作：
1. 塗抹平板法(Spread plate)：
(1)樣品均質，特別是半固體或固體之樣品，例如取10 g之樣品加入90 ml之無菌水(可為phosphate buffer pH 7.2、0.1 % peptone water或生理食鹽水等，為的都是盡量保持樣品中微生物之數目不變)，再以均質機(blender)或鐵胃(stomacher)均質。
(2)十倍序列稀釋(10 fold serial dilution)。
(3)取0.1ml的菌液入固態培養基上以三角玻棒平均塗抹至表面乾燥。
(4)一般細菌以37 ℃普通培養箱倒置培養24~ 48小時。
(5)數菌(plate count)，數25~ 250菌落之培養基，因25~ 250菌落才具有意義。因菌落小於25有統計上的誤差，菌落大於250則計數較困難或兩菌重疊而低估菌落數。固體樣品單位：CFU / g；液體或半固體樣品單位：CFU / ml。
2. 傾注平板法(Pour plate)：
(1)樣品均質，特別是半固體或固體之樣品，例如取10 g之樣品加入90 ml之無菌水(可為phosphate buffer pH 7.2、0.1 % peptone water或生理食鹽水等，為的都是盡量保持樣品中微生物之數目不變)，再以均質機(blender)或鐵胃(stomacher)均質。
(2)十倍序列稀釋(10 fold serial dilution)。
(3)取1ml菌液入空的培養皿後，再倒入熔融狀態(約45 ℃)的培養基，搖晃(八字搖法)使均勻分散。
(4)一般細菌以37 ℃普通培養箱倒置培養24~ 48小時。
(5)數菌(plate count)，數25~ 250菌落之培養基，因25~ 250菌落才具有意義。因菌落小於25有統計上的誤差，菌落大於250則計數較困難或兩菌重疊而低估菌落數。固體樣品單位：CFU / g；液體或半固體樣品單位：CFU / ml。
五、請依據「食品良好衛生規範準則」，說明：
(一)食品添加物製程之設備、器具、容器及包裝。（10 分）
(二)塑膠類食品器具、食品容器或包裝之衛生管理，應符合那些規定？（10 分）
【107-1年食品技師】
詳解：
參照「食品良好衛生規範準則(GHP)」(103.11.7)：
(一)食品添加物製程之設備、器具、容器及包裝：
第三十一條：食品添加物製程之設備、器具、容器及包裝，應符合下列規定：
一、易於清洗、消毒及檢查。
二、符合食品器具容器包裝衛生標準之規定。
三、防止潤滑油、金屬碎屑、污水或其他可能造成污染之物質混入食品添加物。
(二)塑膠類食品器具、食品容器或包裝之衛生管理，應符合那些規定？
第四十四條：塑膠類食品器具、食品容器或包裝之衛生管理，應符合下列規定：
一、傳遞、包裝或運送之場所，應以有形之方式予以隔離，避免遭受其他物質或微生物之污染。
二、成品包裝時，應進行品質管制。
三、成品之標示、檢驗、下架、回收及回收後之處置與記錄，應符合本法及其相關法規之規定。
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