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民國115年 高考三級 食品衛生檢驗 食品微生物學收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請說明如何應用噬菌體（bacteriophage）鑑定微生物？利用噬菌體偵測微
生物的優點。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、原理與定義：噬菌體（bacteriophage）是專門感染細菌的病毒，具有高度宿主特異性（host specificity），通常只感染某一菌種，甚至只感染特定菌株，因此可作為細菌的「生物標記」。依生活史可分為烈性噬菌體（lytic phage）與溫和性噬菌體（temperate phage），鑑定上以烈性噬菌體為主，因其感染後會使宿主裂解，在培養基上形成界線清晰的溶菌斑（plaque），便於觀察與計數。 二、噬菌體分型（phage typing）：將一系列已知噬菌體以標準化濃度滴於已塗佈待測菌株的瓊脂平板，經培養後依溶菌圖譜（lysis pattern）判讀型別。同一菌種的不同菌株，其表面受體結構不同，對各噬菌體的感受性亦不同，故可區分流行病學上相關或不相關的菌株，常用於沙門氏菌（Salmonella）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）與李斯特菌（Listeria monocytogenes）之污染源追蹤。 三、定量與增殖應用：以雙層瓊脂法（double agar layer）或滴濾法，計算溶菌斑形成單位（plaque forming unit, PFU），可推算檢體中活菌數；亦可先以液體培養基增殖目標菌，再以最確數法（MPN）搭配噬菌體裂解情形判定。若將噬菌體接上螢光物質或報告基因（reporter phage），或結合免疫磁珠濃縮，可縮短偵測時間並提高訊號強度。 四、其他延伸應用：噬菌體展示技術（phage display）可用於篩選具特異性的抗體或親和分子；由食品或環境樣品中分離特定噬菌體，可反推污染菌相；噬菌體亦可作為生物防治（biocontrol）製劑，用於抑制食品表面病原菌，兼具鑑定與管制功能。 五、優點與限制：優點為特異性極高、不易受食品基質與背景菌相干擾、靈敏度高（經增殖可放大訊號）、僅感染活菌故可區分死活菌、操作簡便且成本低、不需昂貴儀器。限制包括須先建立完整噬菌體庫、宿主範圍可能變異、部分菌株具限制酶或 CRISPR 抗性系統、且仍需數小時至一日培養，無法完全取代分子檢驗。
請分別說明「增殖培養（enrichment culture）」應用於菌種馴化或微生物
檢測的目的；另說明食物樣品檢測特定菌種時，使用「增殖培養檢測」
的步驟。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、定義與基本原則：增殖培養（enrichment culture）係以液體培養基提供目標菌最適的生長條件，包括營養組成、溫度、pH、氣體環境及選擇性抑制劑，使目標菌在混合菌相中相對數量增加，便於後續分離與鑑定。其核心目的有二：一為菌種馴化（adaptation），二為微生物檢測（detection）。 二、應用於菌種馴化的目的：工業發酵菌株如乳酸菌、酵母菌、醋酸菌之選育，可將菌株連續繼代於含漸增濃度基質、酸、鹽、膽鹽或乙醇的培養基中，篩選耐性強、產物生成速率高者；環境微生物方面，可用於農藥分解菌或重金屬耐受菌之馴化，提高其降解效率，縮短處理時間。 三、應用於檢測的目的：食品中病原菌含量常低於每公克十個菌落形成單位，且加工過程會造成細胞損傷（injured cells），直接塗佈易產生偽陰性。增殖培養可修復受損細胞（resuscitation）、稀釋食品中抑制性成分、放大菌數至可檢出範圍，從而提高檢出率與靈敏度。 四、檢測步驟：（1）取樣與均質，取二十五公克檢體加入二百二十五毫升稀釋液；（2）前增殖或非選擇性增殖，如緩衝蛋白腖水（BPW）修復細胞；（3）選擇性增殖，如以 RV 或 TT 培養基增殖沙門氏菌、以改良 EC 培養基增殖大腸桿菌 O157:H7；（4）次培養於選擇性固態培養基，如 XLD、HE、SMAC 平板；（5）挑取可疑菌落，進行生化試驗、血清學凝集、酵素免疫分析或聚合酶鏈反應確認；（6）依檢出或未檢出判讀並出具報告。 五、限制與注意事項：增殖時間過長易使背景菌過度生長而競爭抑制目標菌；培養基批次差異與溫度偏差會影響再現性；處於不可培養狀態（VBNC）之菌體無法增殖；若目的為定量，不宜採增殖培養，應以直接計數法或最確數法為之。
微生物食物中毒（Food Poisoning）的原因可分為三大類，請說明之。近
年來多起食物中毒案件源自傳統市場販售之三明治或春捲，請推測此類
食品引起食物腐敗或食物中毒的原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、三大類原因：食物中毒（food poisoning）依病因可分為微生物性、化學性與天然毒素性三類。微生物性包括細菌、黴菌毒素、病毒及寄生蟲；化學性包括食品添加物誤用或超量、農藥殘留、重金屬、清潔劑與非法添加物；天然毒素性則指食品本身所含毒素，如河豚毒素（tetrodotoxin）、毒蕈鹼、黴變甘藷之甘藷酮等。 二、微生物性再區分為感染型（infection type）與毒素型（intoxication type）。感染型如沙門氏菌、曲狀桿菌、李斯特菌，須菌體在腸道增殖並侵入組織；毒素型如金黃色葡萄球菌腸毒素、肉毒桿菌毒素、仙人掌桿菌嘔吐型毒素，潛伏期短，且毒素常耐熱，加熱無法破壞。另黴菌毒素如黃麴毒素（aflatoxin）、赭麴毒素（ochratoxin）多與穀物、花生儲存不當有關。 三、此類食品之特性：傳統市場販售之三明治與春捲含生菜、蛋、肉鬆、美乃滋或滷肉，水分活性高（aw 大於 0.95）、pH 接近中性，屬高風險之易腐食品；且多為手工製作、常溫展示販售，缺乏冷藏鏈與溫度記錄，切口與攪拌使組織液釋出、氧氣混入，有利微生物快速繁殖。 四、污染來源推測：操作人員手部與器具、砧板造成交叉污染，帶入金黃色葡萄球菌與諾羅病毒；生蛋與生菜可能帶沙門氏菌、大腸桿菌 O157:H7、李斯特菌；米麵製品於室溫久置易滋生仙人掌桿菌。常溫放置超過兩小時，菌數呈對數成長，即使事後加熱亦難以破壞已生成之毒素。 五、管理建議：應維持低溫保存於七℃以下或熱存於六十℃以上、縮短展示時間、生熟食分區操作、落實人員衛生與手部消毒、蛋品與蔬果充分清洗、加熱中心溫度達七十五℃以上，並建立食品安全管制系統（HACCP）與食材溯源制度，以降低風險。
食品業者製作優酪乳時，常使用保加利亞乳酸菌（Lactobacillus
bulgaricus）與嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）共同發酵，請說
明使用此混合菌株製作優酪乳的優點。衛生福利部自107 年7 月1 日
起，禁止糞腸球菌（Enterococcus faecalis）和屎腸球菌（Enterococcus
faecium）作為發酵菌種的原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、共生關係（protocooperation）：兩菌共培養時互相提供生長因子。嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）產生甲酸（formate）、二氧化碳、丙酮酸並消耗氧氣，降低氧化還原電位，促進保加利亞乳酸菌（Lactobacillus bulgaricus）生長；後者具蛋白酶活性，水解酪蛋白釋出游離胺基酸與胜肽（如纈胺酸、白胺酸、組胺酸），供前者利用，形成相互促進的關係。 二、產酸迅速、縮短發酵時間：混合菌之產酸速率明顯高於單一菌株，可於四十二至四十五℃、約三至四小時內使 pH 降至四點六以下，縮短製程、提高設備周轉率，並降低雜菌污染與後酸（post-acidification）風險。 三、質地與風味：嗜熱鏈球菌產生胞外多醣（exopolysaccharide, EPS），增進黏稠度、減少離水；保加利亞乳酸菌產生乙醛（acetaldehyde）賦予典型優格香氣，並產生乳酸促成凝乳。兩菌接種比例約一比一，可平衡酸度與風味，使產品組織細緻、口感滑順。 四、營養與機能：蛋白質分解產生胜肽與游離胺基酸，提高消化吸收率；乳糖部分分解，適合乳糖不耐者；活菌數可達每公克十的七次方以上，具益生潛力；混合菌亦可產生細菌素（bacteriocin）抑制雜菌，延長保存期限。 五、限制腸球菌之原因：糞腸球菌（Enterococcus faecalis）與屎腸球菌（E. faecium）屬條件性病原（opportunistic pathogen），為泌尿道感染、心內膜炎與菌血症常見病原；其具多重抗藥性，包括萬古黴素抗藥性腸球菌（VRE），抗藥基因可水平轉移；部分菌株具溶血素（hemolysin）、明膠酶（gelatinase）與細胞溶血素（cytolysin），且在發酵食品中易產生酪胺（tyramine）等生物胺。衛生福利部為保障消費者安全，公告自一百零七年七月一日禁止其作為發酵菌種與食品原料。