志聖食品技師

106第一次食品微生物學 試題詳解

擬答
完全命中100%，詳見106志聖阮籍老師 食品微生物學講義A02, P 206-211。 污染食品的微生物可以利用加熱來控制，甚至將其殺滅。加熱滅菌的原理在使蛋白質變性，尤其是使代謝所需的酵素活性消失。
  1. 高溫加熱方式：
    由加熱處理程度的不同，可決定只殺死部分或大部分（或全部）的微生物。前者如只將飲用牛乳中對人體有害的細菌殺滅的巴斯德殺菌法，後者如罐頭加熱，將微生物完全殺滅的滅菌。
    巴斯德殺菌法一般使用的條件為62℃、15-30分鐘，現在則利用一種稱為高溫短時(high temperature short time；HTST)的方法（72℃、15秒）。
    滅菌的條件最少須100℃或以上的溫度加熱，使污染食品的微生物喪失活性甚或死滅。
  2. 微生物本身的特性：
    微生物的種類、菌數多寡、不同生長階段等因素，均會影響微生物對於熱的抵抗性，也就是影響食品加熱殺菌殘存菌數多寡。
    1. 微生物的種類：
      一般而言，微生物抗熱性與其最適生長溫度有關，其抗熱性依序為高溫菌＞中溫菌＞低溫菌。產孢菌之抗熱性較非產孢菌為佳；革蘭氏陽性菌之抗熱性較陰性菌為佳；球狀菌較非產孢桿菌為佳；酵母及黴菌對熱相當敏感。
    2. 菌數多寡：
      菌數愈多者，其抗熱程度愈佳，高菌數之抗熱性來自於菌體所分泌之保護物質所致，由於蛋白質可提供某種程度之抗熱性，故微生物所分泌之胞外物質可能為蛋白質。
    3. 生長階段：
      處於穩定期之抗熱性較處於對數期之細菌為佳，以Salmonella為例，其穩定期細胞之抗熱性數倍於對數期細胞之抗熱性；遲滯期初期之菌種具較高之抗熱性，但至對數期則降至最低。
  3. 食品本身的成分：
    食品中的碳水化合物、蛋白質、脂肪及鹽類等成分均會影響食品中微生物的抗熱性。一般而言，環境中營養素的種類愈豐富，細胞或孢子的抗熱性愈強。抗熱性越強，死滅越少，殘留菌數越多。
    1. 高濃度糖液及高脂肪、高澱粉或較濃稠食品，均可提高微生物抗熱性。
      • 碳水化合物：醣類之存在可增加培養液中微生物之抗熱性，可能是醣濃度高時可降低水活性所致，但不同種類的醣對微生物的抗熱性卻有不同程度之影響，例如：利用甘油及蔗糖調節相同水活性之情況下，微生物的抗熱性以甘油調節較佳。醣類對微生物的保護作用依微生物的性質而異，如嗜滲透性微生物需要較高的糖。
      • 脂肪：脂肪的存在有助於微生物之抗熱性增加，此可能來自於脂肪保護性，因其直接影響細胞水分所導致之結果。
    2. 鹽類：
      鹽類對微生物之影響因鹽的種類、濃度及其他因子而異。有些具保護作用，如0.5~3.0%的氯化鈉對一些嗜熱性的孢子具有保護作用，有些則使微生物對熱更敏感。鹽類有降低水活性之效果，其增加抗熱性之機制與乾燥類似。
擬答
完全命中100%，詳見106志聖阮籍老師 食品微生物學講義A02, P27-30。
二氧化硫是使用於葡萄酒釀製的主要防腐劑，一般多用亞硫酸鉀(K₂SO₃)、亞硫酸氫鉀(KHSO₃)、偏二亞硫酸鉀(K₂S₂O₅)等形式添加至發酵液中，溶解形成游離態的二氧化硫才具防腐作用，有效濃度為100 ppm。酵母菌耐二氧化硫的能力較強(200 ppm)，而且可經馴化而提高其抵抗力。偏亞硫氫鉀(potassium metabisulfite)具有抑菌、防止褐變、使色素溶出、防止葡萄色素沉澱等作用。
擬答
完全命中100%，詳見106志聖阮籍老師 食品微生物學講義A02, P 67-74。
  1. 豬肉食品之腐敗機轉：
    豬肉品中含有豐富且可供微生物利用的營養成分，所以是最易腐敗的食品之一，豬肉赤肉因動物皮膚、內臟、毛髮、腳蹄等處帶有大量微生物，加上赤肉本身營養豐富，故微生物容易滋長。
    新鮮赤肉須冷藏(0~4℃)，因此造成腐敗之微生物多屬低溫菌，其中最常見的是Pseudomonas，但若儲藏溫度不當則嗜中溫菌亦會快速生長造成腐敗。
    常見的豬肉赤肉腐敗包括下列情形：
    1. 異味及表面黏液：多為好氧菌所引起。
    2. 發霉：由黴菌所引起，當水活性低於0.96，不適於細菌生長時特別容易發生。
    3. 骨腐臭(Bone taint)：深層腐敗深層腐敗常發生於股骨附近肌肉和結締組織，又稱骨腐影（bone taint）。通常由厭氧菌所引起，在屠體後腿及腰部發生灰色、綠色、黑色之色變，並產生腐臭味。 大多數是由厭氧芽胞桿菌所引起，由於骨膜結締組織疏鬆為其生長擴散提供條件。
    4. 變色：赤肉乃由Pseudomonas分解含硫胺基酸產生硫化氫，與肌紅素形成綠色之硫肌紅素(sulfmyoglobin)，使肉色由紅變綠；而香腸類之綠變乃由Lactobacillus產生之過氧化物氧化肌紅素而引起。
  2. 牡蠣食品之腐敗機轉
    一般而言，新鮮水產品上的微生物來自水域中的微生物，魚類中微生物存在於外層黏液、鰓及腸道中。
    • 水生動物生長之水域衛生狀況影響最終水產品之微生物品質，除了水源外，加工過程如去皮、剝殼、去除內臟、裹麵包屑等操作可能導致微生物的污染。
    • 軟體動物如貝類牡蠣的化學組成亦含高量的碳水化合物(3~6%)，含氮量較魚類低，碳水化合物以肝醣為主，軟體動物中含高量的鹽基態氮，且游離胺基酸如精胺酸、天門冬胺酸、麩胺酸含量高於魚類，其主要的腐敗菌初期以Pseudomonas、Serratia、Proteus、Clostridium、Bacillus、Enterobacter、Lactobacillus等，中期則以Pseudomonas、Acinetobacter、Moraxella為主，
      末期則以Enterococci、Lactobacilli及酵母菌佔優勢。
擬答
完全命中100%，詳見106志聖阮籍老師 食品微生物學講義A01, P 150-152。 樣品稀釋檢液的製備一般是取50 g或50 ml樣品，與450 ml已滅菌的稀釋液均勻混合，此即樣品的10倍稀釋檢液，此過程又稱為樣品的稀釋均質化。
依據樣品的型態，有不同的均質方式：
固態樣品：可在無菌狀態下先行切碎，與稀釋液混合後，以攪拌均質器(blender，下左)或鐵胃(stomacher，下右) 拍擊成稀釋檢液。
  1. 攪拌均質器(blender)：探頭旋刃式均質器
    此類型是通過研磨杵在均質器內轉動，達到分離、混勻、破碎、均質的目的，適合處理韌性強的樣品。用於分散動物/植物組織，配合裂解液做核酸、蛋白等的抽提，也可用於工業上樹脂、色素製造懸浮/乳濁液等。
    該類型的均質器的主要優點：具有低速、扭力大、無噪音等特點。使用方便，通過更換不同的探頭，可以處理不同量的樣品，操作簡便，更適合單樣品操作。
    缺點：容易造成受檢微生物死亡，不能同時處理多個樣品，不同樣品需要更換或清洗探頭，增加樣品間交叉污染的機會;對於細菌、酵母及其他真菌等厚壁樣品的處理不考慮該類均質器。
  2. 鐵胃(stomacher)：
    是利用二片槳強力地撞擊特製無菌塑膠袋中的樣品，而達到均質的效果，因其具有優於攪拌均質器的特點而廣受許多實驗室採用。
    鐵胃優點包括：
    1. 均質時不會產生煩人的噪音。
    2. 在正常操作時間內（2分鐘），樣品不會因產熱而導致樣品中的細菌死亡。
    3. 採用無菌塑膠袋進行均質，使用後不需清洗機器。
    4. 無菌塑膠袋中的稀釋檢液便於保存於冰箱中，以利後續分析之用。
    5. 具獨特透明檢視窗，能掌控均質進度
    6. 具可拆卸式拍打器與均質強度自動微調功能
    7. 具數位顯示螢幕調整均質時間與速度
    鐵胃缺點包括：
    1. 鐵胃機均質的時間較長，需花1~3分鐘。
    2. 不適用於某些特定如質感較硬或較乾燥的食材，因為他們可能刺穿、損 壞均質袋，鐵胃機也不適合用在材質如香腸的食材上，因為難以進行均質動作。
    3. 有時拍打式鐵胃機容易造成鐵胃袋的破損，使均質液外流，以致於汙染鐵胃機。
擬答
完全命中100%，詳見106志聖阮籍老師 食品微生物學講義A01, P26; P 79; P21-22; P59。
  1. Listeria monocytogenes：
    單核細胞增生李斯特菌Listeria monocytogenes是李斯特菌屬的代表細菌菌種，G(+) 不產孢子，短桿菌，過氧化氫酶陽性、氧化酶陰性，並具部份溶血的特徵，能摧毀紅血球。是目前發現唯一可以在低溫冷藏下生長良好的病原菌，在0oC仍可生長，是5oC冷藏主要菌種。在生、熟食之間交互汙染，或食物未完全煮熟所引起的中毒。魚貝類、碎牛肉、香腸、畜產品、低溫殺菌乳、冰淇淋等易生中毒。因此菌而中毒稱為李斯特菌症(Listeriosis)，李斯特菌症導致一系列症狀包括肺炎、發熱、咽喉炎、腹瀉、全身疼痛、腦膜炎、敗血病，嚴重時可引致死亡。
  2. Saccharomyces cerevisiae：
    啤酒酵母菌Saccharomyces. cerevisiae 是真菌酵母菌屬的代表菌種，自古以來用於釀酒、製造酒精、製造麵包等，酒精發酵能力很強，為酵母中最重要的屬。最早分離自英國啤酒釀造場，為上層發酵(top fermentation)的酵母，可發酵葡萄糖、半乳糖、麥芽糖、蔗糖，不發酵乳糖，用於製造酒精、啤酒、葡萄酒、清酒與麵包等。也可生產維生素B2。
  3. Lactobacillus bulgaricus：
    保加利亞乳酸桿菌Lactobacillus bulgaricus，能發酵醣類產生乳酸的桿狀細菌。G(+) 無孢子，多屬於微好氣或厭氣菌。由乳製品、牛乳、植物產品中分離出來，有很強的醣分解能力。是一種存在於人類體內的益生菌，能夠幫助消化，有助人體腸道的健康，被視為益生菌健康食品。保加利亞乳酸桿菌生長適溫40-50oC，乳酸菌中生成乳酸量最高的菌種，用於酸凝酪 (優格yogurt)的製造。
  4. Aspergillus oryzae：
    米麴菌Aspergillus oryzae，是一種黴菌屬，菌絲葡萄分枝，有隔膜，可生分生孢子(conidia)，末端球狀或棍棒狀膨大，孢子為單細胞，米麴菌為醬油、味贈、清酒釀造的重要菌種，也用於檸檬酸製造。37oC最適生長溫度，具強力澱粉酶、麥芽糖酶活性。醬油、味贈的製造上，使用蛋白質酶活性強、孢子多的菌株。在清酒釀造上，使用糖化酶活性強、孢子少的菌株。

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