食品化學 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 102～112 年共 11 份試卷、56 題，其中 56 題附參考答題架構。考這一科的類科：農產加工、食品衛生檢驗。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
112 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
精白米添加適量水分後加熱蒸煮而成白米飯，其貯存安定性變差，試就水的形態與水活性之觀點解釋此現象。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
本題核心在於精白米經加水蒸煮後，水分含量與水活性大幅攀升，水的形態由以結合水為主的低活性狀態轉變為富含自由水的高活性狀態，進而促使微生物繁殖與各類化學劣變反應加速，導致貯存安定性顯著劣變。
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- 2
試述蛋白質之水合性質及影響水合性質的可能因素。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
蛋白質的水合性質指蛋白質分子與水分子間透過非共價鍵相互作用之能力，直接主導食品體系的保水性、溶解度、黏度與膠體結構；其受蛋白質固有化學結構（內在因素）及環境物理化學條件（外在因素）之共同調控。
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- 3
試各舉一例並說明四種食品中可能存在之乳化系統：O/W（水中滴油）型、W/O（油中水滴）型、W/O/W（水包油包水）型及O/W/O（油包水包油）型。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
食品乳化系統為熱力學不穩定之分散體系，係由互不相溶的油相與水相，在界面活性劑或乳化劑輔助下形成之單重或多重乳狀液；其型態取決於兩相體積分率與乳化劑之親水親油平衡值（HLB值）。
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- 4
試舉例並說明以AH-B理論/假說解釋食物甜味和苦味成因之機制。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
夏倫伯格（Shallenberger）與艾克里（Acree）提出的 AH-B 理論，以及基爾（Kier）擴充的 AH-B-X 模型，從分子化學結構解釋了味覺分子如何藉由特定官能基間距形成的雙重氫鍵與疏水交互作用，與味蕾受體對接並誘發甜味或苦味神經訊號。
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- 5
試說明食用膠洋菜膠（Agar）、關華豆膠（Guar gum）及三仙膠（Xanthan gum）的來源、醣組成及食品製備上之應用。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
洋菜膠、關華豆膠與三仙膠分別源自藻類、高等植物種子與微生物發酵，其特異之多醣化學組成賦予其膠凝、增稠與剪切致稀等獨特流變機能，為現代食品質地修飾與加工穩定不可或缺之食用親水膠體。
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111 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
蔬菜是飲食中硝酸鹽的最大來源，然而，坊間有隔夜菜反覆加熱可能致癌的傳言。請以食品化學的觀點來闢謠，並且說明食品中硝酸鹽的角色及相關代謝。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
隔夜菜反覆加熱致癌之說為典型之食安迷思。食品化學上，硝酸鹽轉化為致癌亞硝胺需特定細菌還原及酸性仲胺縮合條件，反覆加熱本身不會無端催生亞硝酸鹽；而硝酸鹽亦為人體一氧化氮生成與心血管恆定之重要前驅物。
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- 2
何謂 Amadori rearrangement，並說明此反應對食品風味品質的影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
阿瑪多里重排反應（Amadori rearrangement）是梅納反應初期階段的核心異構化步驟，指還原性醛醣與胺基化合物縮合生成之醛醣基胺，在弱酸催化下不可逆重排為穩定之酮醣胺化合物；此為後續香氣、色澤及加工產物生成之關鍵樞紐。
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- 3
請說明氧分子介入油脂氧化的形式，並解釋不同能態的氧分子參與氧化之機制。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
氧分子介入油脂氧化主要呈現基態三線態氧與激發態單線態氧兩種能態形式；兩者因電子自旋狀態差異，分別藉由自由基連鎖自氧化機制與親電性加成光敏氧化機制催化不飽和脂肪酸劣變。
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- 4
請以食品水分含量與水活性的關係繪製食品的等溫吸濕曲線（moisture isotherm curve），並解釋為何吸濕與脫濕曲線不重疊。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
等溫吸濕曲線描述定溫下食品平衡水分含量與水活性的函數關係，典型富含多醣與蛋白質之固體食品呈現 S 型曲線並可劃分為三個吸附區；而在吸濕與脫濕歷程中，因微觀孔隙結構與分子基團重排差異，會產生曲線不重疊之滯後現象。
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- 5
油炸食品如米粩、地瓜球、魚酥等是臺灣常見的傳統點心。請說明澱粉類油炸食品調製與加熱膨發過程中多孔性質地的形成條件及可能的影響因子。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
澱粉類油炸食品之酥脆多孔質地，係仰賴原料澱粉預糊化建立之黏彈性凝膠網絡，在高溫油炸環境下內部水分瞬間劇烈汽化產生過熱蒸氣壓使氣泡膨脹，伴隨快速脫水固化進入玻璃態之相轉變過程；其受到原料組成、前處理及油炸條件綜合調控。
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110 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
說明食品之濕基基準水分含量（wet basis moisture content） 、乾基基準水分含量（dry basis moisture content）及水活性（water activity）之定義。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
濕基水分、乾基水分與水活性為食品工程與食品化學中評估水分存在狀態之三大指標；前兩者定量描述水分之質量分率，後者則從熱力學能量觀點表徵水分之反應活性與自由程度。
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- 2
說明何謂蛋白質變性，以及影響蛋白質變性的物理因子與化學因子。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
蛋白質變性係指蛋白質在外界物理或化學因子作用下，維持其天然立體構型之非共價次級鍵及共價雙硫鍵發生破裂重排，導致二級、三級或四級高級結構鬆散展開，但胜肽鍵主鏈一級結構維持完整之現象；伴隨生物活性喪失與物理化學機能性質之劇烈改變。
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- 3
水果未成熟時質地較硬，而成熟時則質地變軟，請說明水果成熟過程中，造成質地變化之主因，以及運用不同甲基酯化程度之水果原料製作產品的依據。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
水果後熟軟化主因係細胞壁及中膠層果膠多醣在內源酵素水解下發生解聚與去酯化，致使組織膨壓消退與細胞間黏結瓦解；而果膠依甲基酯化度可分為高甲氧基與低甲氧基果膠，兩者在凝膠形成之化學驅動力與加工條件上截然不同。
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- 4
梅納反應（Maillard reaction）與焦糖化反應（Caramelization）為食品中常見之非酵素性褐變反應，說明並比較兩者之反應基質、作用溫度、作用機制及對食品品質之影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
梅納反應與焦糖化反應為食品熱加工中最關鍵之兩大非酵素性褐變途徑；梅納反應由還原糖與胺基化合物共同驅動且反應溫度範圍廣，焦糖化反應則純由碳水化合物在極高溫下熱裂解脫水聚合而成，兩者各自賦予食品多樣化之色澤與風味特徵。
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- 5
說明米飯烹煮及貯存過程中，澱粉之變化與影響其變化之因子。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
米飯烹煮與貯存本質上為澱粉分子由有序微晶態轉變為無序膠體態（糊化/α化），再重新自發排列折疊回結晶態（老化/回凝/β化）之物理化學可逆重組歷程；其速率與程度受澱粉內在分支結構及外在水分、溫度、添加物緊密控制。
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109 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明水分子與食品系統中「極性（polar）」及「非極性（non-polar）」物質之間的交互作用。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
水分子具強極性與形成氫鍵的能力，與食品中各成分的交互作用依溶質性質分為離子、極性中性基團與非極性三大類；作答要從水的結構出發，逐一說明交互作用的型態、對水結構的影響，以及在食品上的意義。
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- 2
如何製得「交聯澱粉（cross-linked starch）」？交聯澱粉有何功能特性？並請說明「順丁烯二酸酐（maleic anhydride）」與澱粉作用時可能的反應機制。（20分）
（20 分）
- 3
請說明「焦糖化反應（caramelization）」之反應機制。以蔗糖為原料用於製造焦糖色素時，通常依照催化劑之不同可分為那幾種？（20分）
（20 分）
- 4
「牛乳（milk）」與「奶油（butter）」都是典型的「乳化系統（emulsion system）」，請比較兩者的差異。並請說明穩定乳化系統的機制。（20分）
（20 分）
- 5
說明「葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）」與「葡萄糖異構化酶（glucose isomerase）」的反應機制及在食品上可能的用途。（20分）
（20 分）
108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明水活性在 0.3 時，脂質氧化最安定，水活性更低或高達 0.7~0.8 時，反而氧化速率變快的理由。 （20 分）
（20 分）
- 2
請說明高甲氧基果膠和低甲氧基果膠的凝膠機制。（20 分）
（20 分）
- 3
請問如何防止金針菇的變色及可能產生的危害？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
金針菇採後易因酵素性褐變與老化而變色，業者為保色可能違法使用漂白或保色物質，造成食品安全危害；作答分成變色原因、合法防止方法、可能危害三部分。（若題意指金針花，可補充亞硫酸鹽漂白與鮮花生食的問題。）
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- 4
請以牛乳為例，說明蛋白質的變性、蛋白質變性的影響因子及近日市售某知名品牌鮮乳產品雖仍在有效期限內，卻因部分產品變酸及凝塊，導致全數下架，請推估其可能造成之原因。（20 分）
（20 分）
- 5
請比較防腐劑和殺菌劑的作用機制及差異性。（20 分）
（20 分）
107 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
葡萄酒釀造過程的後發酵階段，常會進行蘋果酸乳酸發酵（Malolactic fermentation）。請以化學結構式說明何謂蘋果酸乳酸發酵，並且說明其操作目的及其對葡萄酒品質的影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
蘋果酸乳酸發酵（MLF）是乳酸菌將二元酸 L-蘋果酸脫羧轉為一元酸 L-乳酸並釋出 CO2 的作用，常在酒精發酵後進行，目的在降酸、柔化口感與提升微生物安定性；作答需寫結構式、目的與品質影響。
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- 2
3-單 氯 丙 二 醇 酯 （ 3-Monochloro-1,2-propanodiol fatty acid esters） 及 縮 水 甘 油 酯（Glycidyl fatty acid esters）為近年來發現廣泛存在精煉食用油的新興加工污染物。試說明上述兩類新興加工污染物的形成原因及可能的前驅物，若想減少這些新興加工污染物的生成，試提出可能之減量策略。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
3-MCPD 酯與縮水甘油酯（GE）主要在油脂精煉的高溫脫臭步驟生成；前者需要氯來源與醯基甘油，後者主要來自雙酸甘油酯與單酸甘油酯；作答依形成原因、前驅物、減量策略三段作答，並點出其毒理疑慮。
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- 3
香濃好喝的木瓜牛奶在臺灣廣受歡迎，然而，一般飲料店或家中利用新鮮木瓜及鮮奶製作的木瓜牛奶在放了一段時間後，會有質地不均勻、部分凝膠狀的現象產生，甚至喝起來會有苦味。試以食品化學原理解釋其現象。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
木瓜牛奶久置後分層、凝膠化與苦味，核心在木瓜所含的酵素（木瓜酵素 papain 為主，另有果膠甲酯酶）作用於牛奶蛋白質與木瓜果膠，作答要把「酵素→受質→產物→感官變化」串起來。
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- 4
我國於民國 107 年 7 月 1 日起，禁止使用部分氫化油作為食品製造的原料。說明何謂部分氫化油？過去食用油脂工業進行部分氫化加工程序的目的為何？又，為何要禁用？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
部分氫化油是油脂工業為提高熔點與安定性的產物，但氫化不完全會產生大量反式脂肪酸，危害心血管健康，故我國自 107 年 7 月 1 日起禁止作為食品原料。
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- 5
回答下列問題：（每小題 5 分，共 15 分）
（一）說明何謂 Protein efficiency ratio（PER）
（二）請畫出 3-Caffeoylquinic acid 的化學結構式
（三）請畫出幾丁質（chitin）組成單體的化學結構式
（15 分）
106 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
說明水果熟成時，果膠酵素對果膠物質的作用機制。（20 分）
（20 分）
- 2
油炸或烘烤食品常見丙烯醯胺（Acrylamide）之生成，說明其化學結構與可能生成機制。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
丙烯醯胺是高溫（約 120°C 以上）低水分加熱富含天門冬醯胺與還原糖的食品時，經梅納反應途徑生成的可能致癌物，作答要寫出結構、主要生成途徑與影響因子。
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- 3
依溶解性質說明小麥麵粉之蛋白質分類，及其於麵包製作過程中之功能性。（20 分）
（20 分）
- 4
繪圖並說明食品水活性高低對食品因油脂氧化、酵素作用及非酵素褐變反應而導致之品質劣變速率的影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考 Labuza 的食品安定性圖（stability map），需以水活性為橫軸、相對反應速率為縱軸，畫出油脂氧化、酵素反應與非酵素褐變三條曲線並解釋其形狀。
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- 5
繪出 3-單氯丙二醇（3-monochloro-1,2-propandiol, 3-MCPD）之化學結構，並說明其於醬油生產過程中如何生成。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
3-MCPD 是氯丙醇類污染物，主要在以鹽酸水解植物蛋白製造化學醬油（或速釀醬油、混合醬油）時，由原料殘留油脂與鹽酸反應生成，作答要畫結構並說明生成條件與防制。
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105 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
說明食品等溫水分吸附曲線（moisture sorption isotherm），並解釋乾燥食品復水時發生遲滯現象（hysteresis）之原因。（20 分）
（20 分）
- 2
各舉一例說明糊化（gelatinization）與凝膠化（gelation）。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
糊化是澱粉顆粒在水中加熱吸水膨潤、結晶結構瓦解的過程；凝膠化是高分子（多醣或蛋白質）分子間交聯形成三維網狀結構、包住水分而成半固態的過程，兩者機制與產物不同，各舉實例說明。
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- 3
就動物性蛋白質與植物性蛋白質，各舉一例說明其在食品上可提供之功能性質。（20 分）
（20 分）
- 4
說明兩種改變脂質理化性質之化學反應的原理與應用。（20 分）
（20 分）
- 5
說明茶葉與咖啡豆之揮發性成分的主要生成機制。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
茶葉與咖啡豆的香氣大多不是鮮葉或生豆原本就有，而是在加工過程（萎凋、發酵、殺菁、焙炒）中，經酵素反應與熱反應生成。作答時先分成「酵素性生成」與「非酵素性（熱）生成」兩條主線，再分別套用到茶葉與咖啡豆。
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104 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
何謂乳化（emulsion）？為何卵磷脂是一種良好天然乳化劑？而三酸甘油酯則否，它要怎樣才能變成乳化劑？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考乳化的定義與乳化劑的分子結構條件。關鍵在「兩親性」與 HLB 值：卵磷脂同時有親水的磷酸膽鹼頭與疏水的脂肪酸尾，三酸甘油酯三個羥基都被酯化、幾乎沒有親水基，必須經部分水解或甘油解變成單、二酸甘油酯才有乳化力。
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- 2
何謂酸性食品？鹼性食品？根據什麼判斷？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
酸性食品與鹼性食品是以「食品燃燒後灰分（礦物質）溶於水的酸鹼性」來判斷，而不是食品本身吃起來酸不酸、pH 高不高。作答須說明判定方法、成酸元素與成鹼元素，並澄清常見誤解。
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- 3
果汁的酸度（acidity）與油脂的酸價（acid value）有何不同？請比較之。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
果汁酸度與油脂酸價都在「測酸」，但測的對象、原理、單位與品質意義完全不同：前者反映果汁中有機酸含量，是風味與品質指標；後者反映油脂中游離脂肪酸量，是油脂劣變（水解酸敗）指標。宜用定義加比較表作答。
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- 4
就肌肉死後，其生化的變化如何？請就能量代謝、核苷酸分解、pH 值變化及酵素調節說明之。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
動物死後血液循環停止、供氧中斷，肌肉由有氧代謝轉為無氧代謝，依序發生 ATP 耗盡、乳酸累積、pH 下降、死後僵直，再經內源酵素作用解僵與熟成。題目指定四個面向，宜依序分段，最後串成時間軸。
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- 5
解釋下列各名詞：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）揮發性鹽基態氮（volatile basic nitrogen）
（二）遲滯現象（hysteresis）
（三）基本滋味（basic tastes）
（四）糊化澱粉的回凝（retrogradation）
（20 分）
103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
討論麵粉成分中，蛋白質、脂肪、聚五碳醣、澱粉及酵素，對麵糰特性及烘焙品質之影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
麵粉五大成分各自扮演不同角色：蛋白質（麵筋）決定麵糰網狀結構與保氣性，澱粉提供骨架與填充，聚五碳醣影響吸水性與黏度，脂質與酵素則影響麵筋交互作用、發酵與老化。依成分分段，每段寫「對麵糰特性」與「對烘焙品質」兩面影響。
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- 2
說明 Maillard 反應，前、中、後期三階段主要反應，及對食品之影響。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
梅納反應是還原糖的羰基與胺基化合物的胺基進行的非酵素性褐變反應，依 Hodge 的分期可分為前、中、後三期，最終產生類黑精（melanoidins）與大量風味物質。作答依三期寫出主要反應與產物，再談對食品的正負面影響與影響因子。
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- 3
說明牛奶蛋白質之結構特性，並討論酸乳及乾酪在製作過程蛋白質之變化。（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
牛奶蛋白質分為酪蛋白（約 80%）與乳清蛋白（約 20%），兩者結構截然不同。酸乳靠「酸凝固」、乾酪主要靠「凝乳酶凝固」，作答要先說明酪蛋白微膠粒的結構，再對照兩種產品的凝固機制。本題 10 分，篇幅宜精簡。
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- 4
比較蔗糖與轉化糖化學結構之異同，並討論其加工產品之功能特性。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
蔗糖是葡萄糖與果糖以兩者的還原端互相鍵結的非還原性雙醣；轉化糖是蔗糖水解後的等量葡萄糖與果糖混合物，具還原性。結構差異造成甜度、溶解度、吸濕性、結晶性與褐變性的不同，進而影響加工用途。
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- 5
說明結合水及自由水在食品中存在之狀態，並討論將自由水變成結合水之食品加工技術。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
食品中的水依與其他成分結合的強弱分為結合水與自由水，自由水才可供微生物生長、化學反應與酵素作用。把自由水「變成」結合水，本質上就是降低水活性：讓水被溶質、親水膠體或基質牢牢束縛，作答須先界定兩者，再列出對應的加工技術與原理。
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- 6
請試述下列名詞之意涵：（每小題 5 分，共 20 分）Autoxidation Tyrosinase Chlorophyllase γ-amino butyric acid（GABA）
（20 分）
102 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
說明食品中粗蛋白（crude protein）、無氮抽出物（nitrogen-free extract）、蛋白態氮（protein nitrogen）、非蛋白態氮（non-protein nitrogen）與揮發性鹽基態氮（volatile basic nitrogen）等所代表意義、它們之間相關性，及如何得到該區分。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題考一般成分分析（近似分析）與含氮物質的分劃：先定義各項，再用「總氮＝蛋白態氮＋非蛋白態氮」與「無氮抽出物＝差減法」串起相關性，最後說明各自的分析方法。
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- 2
就肌肉組成、生理作用與肉品利用，說明紅肉與白肉有那些不同？（20 分）
（20 分）
- 3
試述食品中之反式脂肪酸（trans fatty acid）的來源與如何形成？其主要存在於那些產品及對健康有何不良影響？（20 分）
（20 分）
- 4
粗纖維（crude fiber）與膳食纖維（dietary fiber）都是屬於食品中的多醣類，請比較兩者的異、同點。（20 分）
（20 分）
- 5
某食品有相同包裝但有不同水活性的三種產品：(A)Aw = 0.3；(B)Aw = 0.5；(C)Aw = 0.7。請說明（一）儲藏中何者可能增重最多；（5 分）（二）儲藏中何者最不容易有油耗味；（5 分）（三）儲藏中何者最容易變色。（5 分）
（15 分）
參考架構・破題
本題以水活性與等溫吸濕曲線、食品劣變穩定性圖（stability map）作答：吸濕取決於與環境的水分梯度，脂質氧化在單分子層附近最低，非酵素性褐變在中等水活性達高峰。
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其他等別的「食品化學」
- 食品化學（地方特考三等）（19 題）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。