民國115年 普通考試 園藝 園產品處理及加工學概要考古題
民國115年 普通考試 園藝 園產品處理及加工學概要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
蔬果罐頭食品依平衡酸鹼值可將罐頭食品分為低酸性罐頭食品與酸化
罐頭食品，請說明分類標準與兩類罐頭食品之安全滅菌需求。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、分類標準：蔬果罐頭依內容物平衡酸鹼值（equilibrium pH）區分。平衡pH指罐頭經殺菌、冷卻後，內容物酸鹼擴散平衡所測得之pH，非原料初始pH。一般以pH 4.6為界：平衡pH大於4.6且水活性（water activity, aw）大於0.85者為低酸性罐頭食品（low-acid canned foods）；平衡pH小於或等於4.6者為酸化罐頭食品（acidified canned foods），包括天然酸性及人為酸化產品。
- 二、低酸性罐頭之危害：pH大於4.6且aw大於0.85，提供肉毒桿菌（Clostridium botulinum）生長與產毒條件，其芽孢耐熱，滅菌不足即可能殘存。故此類罐頭須以壓力殺菌釜（retort）施行商業滅菌（commercial sterilization），以121.1°C、z=10°C為基準，使肉毒桿菌芽孢下降12個對數（12D），F0約2.52分鐘，實務常以F0≥3分鐘為安全餘裕，並依配方與容器大小建立殺菌曲線。
- 三、酸化罐頭之安全需求：pH小於或等於4.6可抑制肉毒桿菌生長與產毒，故不需低酸性罐頭之滅菌強度；但仍須施行商業滅菌級熱處理，常用85-100°C巴斯德殺菌（pasteurization），殺滅酵母、黴菌、乳酸菌及腐敗微生物，並配合熱充填（hot fill）、保溫與倒瓶殺菌。若pH接近4.6，宜再酸化至4.0-4.2以增加安全邊際，酸化須均勻平衡，避免局部pH偏高。
- 四、製程管制：低酸性罐頭應由殺菌權威（process authority）核定殺菌排程，監控殺菌溫度、時間、排氣、容器封口及冷卻水餘氯，並留樣保溫檢驗；酸化罐頭則監控酸化劑添加、平衡pH、糖鹽度、充填溫度與封口。兩類均須防範殺菌後再污染，冷卻水加氯並保持正壓，成品標示與追蹤追溯不可少。
- 五、比較與應用：低酸性產品如竹筍、玉米、豆類、菇類及多數蔬菜，滅菌強度高，設備與能源成本較大；酸化產品如番茄、果醬、糖醋漬蔬果、酸黃瓜，可利用較低溫殺菌，但酸度分布、緩衝能力與容器大小會影響平衡pH。判定應以實測平衡pH為準，不能只看配方酸度或原料pH；低酸性食品若aw小於或等於0.85，另有規範。
請說明蔬果經醃漬加工後產生風味上改變之原因。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、滲透脫水與調味：蔬果以食鹽、糖或醬油醃漬時，外部高濃度溶質造成滲透壓（osmotic pressure）差，細胞水分外移、組織脫水，使風味物質濃縮；鹽分進入組織降低水活性（aw），抑制腐敗菌，並使細胞壁與蛋白質結構改變，口感由生脆轉為柔韌。糖漬則增加甜味與黏稠感，與有機酸形成酸甜平衡。
- 二、微生物發酵：食鹽會篩選微生物，乳酸菌（lactic acid bacteria, LAB）如腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）進行異型或同型乳酸發酵，產生乳酸、醋酸、二氧化碳、乙醇及雙乙醯（diacetyl）等，形成酸香、清爽或奶油香。發酵亦消耗糖分、降低pH，改變有機酸組成，使風味由生青轉為熟成。
- 三、酵素與化學反應：植物原有蛋白酶、脂氧合酶（lipoxygenase）、過氧化酶（peroxidase）及多酚氧化酶（polyphenol oxidase）在切傷後釋放，分解蛋白質、脂質與酚類，生成氨基酸、醛、酮、醇及酯類；胺基酸經脫羧或轉胺可產生鮮味與特殊氣味。長時間醃漬亦可能有氧化、非酵素褐變及美拉德反應（Maillard reaction），增添色澤與焙烤香。
- 四、十字花科與辛香作物之特殊風味：芥菜、蘿蔔、大蒜等含硫配醣體（glucosinolates）或蒜氨酸（alliin），經芥子酶（myrosinase）、蒜酶（alliinase）作用生成異硫氰酸酯（isothiocyanates）、硫化物與阿霍烯（ajoene），呈現辛辣、硫香。辣椒、薑、花椒等配料之揮發油與辣椒素亦融入滷汁，形成複合香氣。
- 五、後熟與品質控制：醃漬後期酸度上升、鹽分平衡、組織軟化與香氣生成持續進行，稱為後熟；低溫可減緩過度酸化與軟化，但過低溫會抑制發酵。控制鹽糖濃度、pH、溫度、衛生與厭氧環境，可導向乳酸發酵而非腐敗；添加鈣鹽可維持脆度，避免雜菌產生異味。成品風味為滲透、發酵、酵素與配料共同作用之結果。
根莖類作物在採收時如擦傷或碰傷，除了增加病害的感染外，還會增加
失水，降低貯藏壽命。請說明為減少此一影響可採取之採收後處理技術。
（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、採收前準備與機械傷害控制：根莖類應在適熟期、土壤含水量適中時採收，避免過乾造成土塊與機械阻力、過濕造成泥濘與傷口污染。收穫機之挖掘深度、震動篩強度、輸送帶速度與落料高度須調整，落點加裝緩衝墊、橡膠簾，減少擦傷、碰傷與斷裂；採收後以淺箱盛裝，避免堆高重壓。
- 二、癒傷與木栓化：馬鈴薯、甘藷等塊莖或塊根於採收後進行癒傷（curing），在適溫高濕下促使傷口形成木栓化（suberization）及周皮（wound periderm），封閉傷口、降低失水與病原侵入。馬鈴薯約15-20°C、相對濕度90-95%、1-2週；甘藷約30-35°C、85-90%、4-7天。癒傷後再降溫貯藏，效果較直接冷藏為佳。
- 三、清潔、分級與貯藏環境：採收後先去除泥土、殘根與病傷根莖，分級剔除嚴重破損、腐爛及蟲害者，避免交叉感染。貯藏庫須預冷、通風、控溫控濕；胡蘿蔔、蘿蔔等根菜宜0-5°C、90-95% RH，馬鈴薯宜7-10°C以避免低溫糖化，甘藷宜13-15°C避免寒害。維持高濕可減少失水，但須防冷凝水與黴菌。
- 四、包裝與運輸保護：採用通氣良好之塑膠箱、網袋或紙箱，內襯防撞材料；長途運輸以棧板堆疊、固定貨物，避免震動與二次碰撞。部分根菜可用打孔塑膠袋或保鮮膜減少水分散失，但須避免無氧呼吸與異味；除非必要，貯藏前不宜水洗，必要時以乾淨水清洗後充分乾燥，並以食品級消毒劑處理，降低腐敗菌負荷。
- 五、綜合管理與限制：建立冷鏈與採後處理標準作業，縮短田間至貯藏之時間，並針對不同作物設定癒傷、預冷、貯藏參數。化學處理如抑芽劑、殺菌劑須符合法規與殘留容許量；物理處理如輻射、熱水處理須避免傷害。傷口一旦形成無法完全復原，故仍以預防勝於治療為核心，從採收、搬運、分級到貯藏全程減傷。
一般而言，蔬果低溫貯藏可以抑制呼吸作用、延緩老化及減少微生物腐
敗，進而延長貯藏期限，然對香蕉、馬鈴薯與蒜頭等作物反造成品質劣
變。請說明低溫貯藏對此3 種作物品質之影響。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、低溫逆境之共通機制：低溫雖降低呼吸速率與乙烯作用，但香蕉、馬鈴薯、蒜頭分別屬熱帶果實、溫帶塊莖與鱗莖作物，各有臨界溫度。低於臨界溫度會使細胞膜脂相變、離子滲漏、酵素失衡，產生寒害（chilling injury, CI）；或打破休眠、改變澱粉與糖代謝，造成外觀、質地、風味及加工適性劣變。
- 二、香蕉：香蕉為典型熱帶果實，貯藏適溫約13-15°C，低於12°C易寒害。症狀包括果皮出現褐斑、暗沉、凹陷斑點，果肉軟化、無法正常後熟或後熟不均，香氣不足、風味變淡，並易受炭疽病與腐敗菌感染。寒害程度與低溫強度、時間及品種有關；輕微寒害常於回溫後才顯現，故不宜以低溫長時間貯藏。
- 三、馬鈴薯：塊莖低溫貯藏（尤其低於7°C）會誘發低溫糖化（cold-induced sweetening, CIS），澱粉經澱粉酶、蔗糖合成酶與轉化酶作用轉為蔗糖、葡萄糖與果糖，還原糖累積。油炸時還原糖與胺基酸進行美拉德反應，造成薯條、洋芋片褐變與苦味，並增加丙烯醯胺（acrylamide）生成；亦可能出現寒害褐斑。回溫復甦（reconditioning）可部分降低糖分，但無法完全恢復。
- 四、蒜頭：蒜頭具休眠性，低溫（尤其5-10°C）會打破休眠（dormancy），促進芽體萌動與發芽，造成鱗片鬆散、失水、乾縮、風味變淡；發芽後呼吸與代謝上升，耐貯性下降，易受黴菌與腐敗菌侵染，並可能出現外皮褐變、鱗片水浸狀等低溫傷害。低溫處理後回溫，發芽更迅速；長期商業貯藏常以-1至0°C、相對濕度60-70%通風抑制發芽，需依品種調整。
- 五、管理建議：依作物設定臨界溫度與貯藏期，香蕉13-15°C、馬鈴薯7-10°C並依用途調整、蒜頭-1至0°C且低濕通風；避免溫度波動與冷傷後回溫。馬鈴薯可採逐步降溫、抑芽劑與回溫復甦；香蕉可氣調（controlled atmosphere, CA）與乙烯催熟；蒜頭可熱處理、氣調或抑芽處理。低溫並非越低越好，應以適溫、穩定、分品種為原則。