民國115年 普通考試 食品衛生檢驗 食品檢驗分析與化學概要考古題
民國115年 普通考試 食品衛生檢驗 食品檢驗分析與化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
請描述常用於檢測食品中蛋白質含量之凱氏氮法（Kjeldahl Method）的
操作流程與原理，並說明氮係數為什麼肉類與穀類數值不同？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、原理：凱氏氮法將樣品中的有機氮以濃硫酸消化，轉為硫酸銨，再鹼化蒸餾出氨，以硼酸吸收後用酸滴定；由總氮量乘以氮係數推算粗蛋白質含量，屬操作型定義。
- 二、流程：均質稱樣（約0.5～2 g）置消化管，加硫酸、硫酸鉀及硫酸銅催化劑，加熱至澄清；冷卻後加水與氫氧化鈉，蒸餾並以硼酸指示劑接收；以鹽酸或硫酸滴定至終點，同時做空白試驗。
- 三、計算：氮(%)＝(V−V0)×C×0.014×100/W，V為樣品滴定體積、V0為空白、C為酸當量濃度、W為樣品重；粗蛋白質(%)＝氮(%)×氮係數。消化不完全、漏氣或鹼量不足均會造成偏差。
- 四、氮係數差異：係數＝100/該類蛋白質平均含氮百分比。肉類約6.25（氮約16%）；穀類常採5.70，因穀類蛋白質含醯胺態氮（如麩醯胺酸）比例較高，平均氮含量較高；乳品則約6.38。
- 五、限制：本法測總氮，非蛋白氮、核酸、尿素、硝酸鹽及含氮添加物會高估；色胺酸等含氮胺基酸亦影響換算。必要時以杜馬斯燃燒法、胺基酸分析或分光法交叉確認，並依基質選用係數。
請以分子結構實例說明相對水蒸氣壓（Relative Vapor Pressure, RVP 即水
活性Water Activity, Aw）如何影響奶粉中還原糖與蛋白質反應。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義：相對水蒸氣壓RVP＝p/p0，平衡時等於水活性Aw；純水為1。它代表食品中水分的熱力學可用度，而非含水量。水分與溶質、蛋白質及糖的氫鍵、水合作用會降低蒸氣壓。
- 二、分子結構：還原糖（葡萄糖、乳糖）具有游離醛基或酮基，蛋白質中離胺酸（lysine）的ε-胺基為親核基；前者羰基碳受親核攻擊，經Schiff鹼、Amadori重排，生成二羰基與褐色素。
- 三、Aw的影響：低Aw時水分被強烈束縛、分子移動性低，反應受擴散限制；Aw約0.5～0.7時反應物局部濃度與移動性最適，褐變常達高峰；高Aw則稀釋反應物、降低有效濃度，且利於微生物。
- 四、奶粉實例：乳糖呈非晶質狀態，Aw升高會結晶並釋出水，促使局部水分再分布；游離離胺酸被消耗，產生褐變、HMF、furosine及風味劣變。低Aw玻璃態雖抑制反應，但過低不等於完全穩定。
- 五、應用：以阻濕包裝、乾燥、控制貯藏濕度將Aw維持約0.2～0.3；配方調整與避免水解可減緩反應。惟Aw僅為影響因子之一，溫度、pH、金屬離子與糖種類亦須併同考量。
衛生福利部食品藥物管理署有一個建議方法，使用高效能液相層析法
（HPLC），分析膠囊及錠狀食品中thiamine、riboflavin、nicotinic acid、
nicotinamide、pantothenic acid、pyridoxine、folic acid、calcium L-5-
methyltetrahydrofolate 及ascorbic acid 共九項化合物，所使用的管柱為C18
烷基管柱，流洗液使用酸性磷酸緩衝水溶液與乙腈，使用光二極體陣列檢
出器。請問此方法所檢測的化合物有何重要性？是否可以依層析之流洗
順序推測化合物的極性？檢測器如何鑑別化合物的正確性？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、重要性：九項多為水溶性維生素，thiamine（B1）為TPP、riboflavin（B2）為FMN/FAD、nicotinic acid與nicotinamide為NAD/NADP、pantothenic acid為CoA、pyridoxine（B6）為PLP、folic acid與5-MTHF參與單碳轉移、ascorbic acid為抗氧化劑及膠原蛋白羥化輔因子。
- 二、方法：C18逆相管柱、酸性磷酸緩衝液與乙腈梯度流洗，PDA偵測。酸性pH可質子化酸性官能基、抑制矽醇解離、改善峰形；不同維生素吸收波長差異大，宜多波長或全光譜擷取。
- 三、流洗順序與極性：逆相層析中，極性較高、疏水性較低者通常較早流出，故順序可作極性初步參考；但滯留受pKa、電荷、離子對、梯度、管柱批號與死體積影響，不能單憑順序斷定極性。
- 四、偵測器：光二極體陣列檢出器（DAD/PDA）可同時記錄190～800 nm吸收光譜，依各化合物特徵吸收峰與滯留時間鑑別；並以波峰純度、光譜比對及多波長訊號輔助，避免共流出干擾。
- 五、確認：以標準品比對滯留時間與光譜、添加回收、空白與檢量線查核；必要時以質譜或不同管柱再確認。DAD對同吸收光譜的共流出物鑑別力有限，不能視為絕對確認。
飼料中黃麴毒素有可能轉移至牛乳，因此食品管理機構需要監測含乳品
之嬰幼兒配方食品的黃麴毒素M1（aflatoxin M1）含量。此檢驗方法中
樣品以免疫親和性管柱（Immunoaffinity column）進行淨化，再使用配備
有螢光檢測器（fluorescence detector）之高效液相層析儀進行分析，螢光
檢測器之激發波長設定在365 nm，而發射波長定設在435 nm。請說明
使用免疫親和性管柱的理由與淨化原理，並說明螢光檢測器的設計與工
作原理。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、使用理由：嬰幼兒配方基質含蛋白、脂肪與乳糖，AFM1含量常在微克/公斤以下；免疫親和性管柱具高度專一性，可移除基質干擾、濃縮目標物，降低檢出極限並改善回收率與再現性。
- 二、淨化原理：管柱填充固定化抗AFM1單株抗體，樣品萃取液通過時，AFM1與抗體以非共價鍵專一結合；以緩衝液洗去雜質，再以甲醇或乙腈改變構形洗脫。上樣量、流速、pH與容量均需控制。
- 三、螢光設計：氙燈經激發單色器（365 nm）照射流動池，AFM1吸收後發射螢光，經發射單色器（435 nm）由光電倍增管偵測；訊號與濃度成正比。激發/發射狹縫、增益與基線需校正。
- 四、原理基礎：AFM1具香豆素（coumarin）稠環共軛結構，剛性與平面性利於螢光；365 nm激發、435 nm發射為其特徵。溶劑、pH、淬滅劑及光漂白會影響強度，故須以標準品建立檢量線。
- 五、整體品管：HPLC分離後以滯留時間與螢光訊號定性定量，搭配空白、添加回收、重複性、LOD/LOQ及確認方法；免疫親和管柱有交叉反應與容量限制，必要時以LC-MS/MS確認。