食品加工作業場所生物性危害 調查與評估 · 食品加工作業場所生物性危害...

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GPN:1010400800 定價:新台幣200地址:新北市汐止區橫科路407巷99號 電話:(02)26607600 傳真:(02)26607732 網址:http://www.ilosh.gov.tw 調ILOSH103-H312 Assessment and Health Survey for Bioaerosol Exposure in Food Processing Plants 103年度研究計畫ILOSH103-H312 食品加工作業場所生物性危害 調查與評估

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  • GPN:1010400800 定價:新台幣200元

    地址:新北市汐止區橫科路407巷99號

    電話:(02)26607600

    傳真:(02)26607732

    網址:http://www.ilosh.gov.tw

    食品加工作業場所生物性危害調查與評估

    ILOSH103-H312

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所

    Assessment and Health Survey for Bioaerosol Exposure in Food Processing Plants

    103年度研究計畫ILOSH103-H312

    食品加工作業場所生物性危害 調查與評估

  • ILOSH103-H312

    食品加工作業場所生物性危害 調查與評估

    Assessment and Health Survey for Bioaerosol Exposure in Food Processing

    Plants

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所

  • ILOSH103-H312

    食品加工作業場所生物性危害 調查與評估

    Assessment and Health Survey for Bioaerosol Exposure in Food Processing

    Plants

    研究主持人:洪粕宸、楊心豪 計畫主辦單位:勞動部勞動及職業安全衛生研究所 研究期間:中華民國 103 年 3 月 28 日至 103 年 12 月 31 日

    *本研究報告公開予各單位參考* 惟不代表勞動部政策立場

    勞動部勞動及職業安全衛生研究所 中華民國 104 年 月

  • i

    摘 要 研究以釀造與穀類加工作業環境為目標,於其中進行空氣中總細菌及真菌

    採樣,同時對於總懸浮微粒與可吸入性粉塵微粒進行評估,亦針對粉塵中生物

    氣膠之內毒素、黃麴毒素與赭麴毒素進行調查。並且針對作業環境人員進行健

    康問卷調查,以瞭解釀造與穀類食品加工作業環境生物氣膠對人員健康之可能

    影響。

    在 3 家釀造作業場所採樣結果顯示,各場細菌生物氣膠平均濃度介於

    15,1827,365 CFU/m3~57,14915,422 CFU/m3 , 而真菌部分為 19,5929,366

    CFU/m3~292,736124,660 CFU/m3。另外在 3 家穀類研磨作業場所,各場細菌生

    物氣膠平均濃度介於 3,6721,741 CFU/m3~21,2435,258 CFU/m3,而真菌部分為

    3,9541,903 CFU/m3~15,9096,406 CFU/m3。

    6 家加工場中不論真菌或細菌生物氣膠,場內生物氣膠濃度均顯著大於場

    外,場區內外之生物氣膠比率在 5-20 倍間。在早中晚三個採樣時段的細菌與真

    菌生物氣膠濃度並無顯著差異。在釀造場前置作業區的真菌生物氣膠濃度顯著

    高於其他區域,可能因此區域為釀造加工作業過程中主要的發酵區域,而發酵

    過程主要是以真菌為主要菌種,可能導致前置作業區真菌生物氣膠濃度偏高。

    釀造場總粉塵與可呼吸性粉塵皆未超過容許濃度,而穀類研磨場成品包裝

    區有可能因包裝時傾倒物料造成總粉塵與可呼吸性粉塵較高的情形。內毒素的

    部分,釀造場的總懸浮微粒中內毒素為 131.78-1,203.62 EU/m3,可呼吸性微粒

    之內毒素為 67.63-715.68 EU/m3,而穀類研磨場的總懸浮微粒中內毒素為 96.99-

    341.24 EU/m3,可呼吸性微粒之內毒素為 50.54-227.45 EU/m3。黃麴毒素部分,

    釀造場的總懸浮微粒中黃麴毒素為 27.19-454.70 ng/m3,可呼吸性微粒之黃麴毒

    素為 17.47-274.50 ng/m3;而穀類研磨場的總懸浮微粒中黃麴毒素為 15.73-

    234.94 ng/m3,可呼吸性微粒之黃麴毒素為 10.58-96.83 ng/m3。赭麴毒素的部

    分,釀造場的總懸浮微粒中赭麴毒素為 19.53-87.18 ng/m3,可呼吸性微粒之赭

    麴毒素為在 8.55-48.91 ng/m3;而穀類研磨場中的總懸浮微粒中赭麴毒素為

    16.43-56.29 ng/m3,可呼吸性微粒之赭麴毒素為在 9.29-39.32 ng/m3。

    分析生物氣膠濃度及工作人員工作時數與 30 項自覺症狀,顯示咳嗽與喘

  • ii

    鳴與細菌生物氣膠有顯著性關係;紅腫則與真菌生物氣膠濃度有關;另工作時

    數則是對胸悶有顯著性影響。整體而言加工廠因釀造及發酵的過程會造成生物

    氣膠的濃度較高,另穀類研磨包裝區可能因傾倒物料後造成揚塵過大,建議工

    作區域可分別增加換氣及安裝局部排氣裝置改善作業環境,並加強個人防護用

    具的配戴。

    關鍵字:釀造、穀類研磨、生物氣膠、內毒素

  • iii

    Abstract This project focuses on the exposure investigation of total bacteria and fungi in

    grain grinding and brewing operation environment. We also analyze total dusts and

    respirable dusts in these food processing plants. Endotoxin, aflatoxin, and ochratoxin

    of the suspended particles are investigated, too. Finally, health status of the working

    staff is evaluated by the health questionnaire investigation.

    In 3 brewing plants, results show that average bacteria bioaerosol concentrations

    are 15,1827,365 CFU/m3~57,14915,422 CFU/m3. On the other hand, average fungi

    bioaerosol concentrations are 19,5929,366 CFU/m3~292,736124,660 CFU/m3. In 3

    grain processing plants, average bacteria bioaerosol concentrations are 3,6721,741

    CFU/m3~21,2435,258 CFU/m3 CFU/m3. On the other hand, average fungi

    bioaerosol concentrations are 3,9541,903 CFU/m3~15,9096,406 CFU/m3.

    In the 6 food processing plants, indoor bioaerosol concentaration is significantly

    higher than outdoor bioaerosol concentaration. The ratio of indoor to outdoor

    concentration is 5-20 to 1. There is no significant difference during 3 different

    sampling periods. In the brewing plants, fungal bioaerosol concentration in the pre-

    operation area is significant higher than any other operating areas, the main reason

    being that the pre-operation area is where major fermentation takes place. Moreover,

    fungus is a primary ingredient for fermentation.

    Total dusts and respirable dusts concentrations do not exceed permissible

    exposure limits in the 3 brewing plants. But in the 3 grain processing plants,

    concentrations of total dusts and respirable dusts may exceed permissible exposure

    limits in the packing area due to dumping grain powder. In the brewing plants,

    endotoxin of total dusts and respirable dusts are approximately 131.78-1203.62

    EU/m3 and 67.63-715.68 EU/m3, while endotoxins of total dusts and respirable dusts

    are about 96.99-341.24 EU/m3 and 50.54-227.4 EU/m3 in the grain processing plants.

    Aflatoxin concentrations of total dusts and respirable dusts are about 27.19-454.70

    ng/m3 and 17.47-274.50 ng/m3 in the brewing processing plants. In the grain

    processing plants, aflatoxin concentrations of total dusts and respirable dusts are about

    15.73-234.94 ng/m3 and 10.58-96.83 ng/m3. Ochratoxin concentrations of total dusts

    and respirable dusts are about 19.53-87.18 ng/m3 and 8.55-48.91 ng/m3 in the brewing

    processing plants. In the grain processing plants, ochratoxin concentrations of total

  • iv

    dusts and respirable dusts are about 16.43-56.29 ng/m3 and 9.29-39.32 ng/m3.

    According to the sampling data, working hours and 30 items of subjective health symptoms, we found that the coughing and wheezing was significantly relative to bacterial concentrations. On the other hand, swelling was significantly relative to fungi concentrations, and chest tightness was significantly relative to working hours. Generally speaking, brewing and grain processing plants may have high concentrations of bioaerosol and suspended particulates. Improving air change rate and local ventilation equipment were recommended. We also suggested that workers should wear personal protective equipment.

    Keywords: brewing, grain grinding, bioaerosol, endotoxin

  • v

    目錄 摘 要 ........................................................................................................................................ i

    Abstract ................................................................................................................................... iii

    目錄 ........................................................................................................................................... v

    圖目錄 ..................................................................................................................................... vii

    表目錄 ...................................................................................................................................... ix

    第一章 計畫概述 ..................................................................................................................... 1

    第一節 前言 ......................................................................................................................... 1

    第二節 研究目的 ................................................................................................................. 1

    第二章 文獻探討 ..................................................................................................................... 3

    第一節 生物氣膠來源及危害 ............................................................................................. 3

    第二節 穀類與釀造食品加工概況與作業程序 ................................................................. 3

    第三節 穀類與釀造食品加工作業環境之生物氣膠分布 ................................................. 6

    第四節 內毒素與真菌毒素 ............................................................................................... 11

    第五節 法規標準 ............................................................................................................... 16

    第三章 研究方法 ................................................................................................................... 20

    第一節 目標食品加工廠作業環境之選定 ....................................................................... 20

    第二節 目標食品加工作業環境生物氣膠監測策略 ....................................................... 20

    第三節 作業環境粉塵、內毒素與真菌毒素採樣分析 ................................................... 27

    第四節 統計分析方法 ....................................................................................................... 34

    第五節 健康問卷設計 ....................................................................................................... 35

    第四章 結果與討論 ............................................................................................................... 37

    第一節 釀造場 1 生物氣膠分布特性 ............................................................................... 37

    第二節 釀造場 2 生物氣膠分布特性 ............................................................................... 44

    第三節 釀造場 3 生物氣膠分布特性 ............................................................................... 51

    第四節 3 家釀造場生物氣膠總結 .................................................................................... 58

    第五節 穀類研磨場 1 生物氣膠分布特性 ....................................................................... 62

    第六節 穀類研磨場 2 生物氣膠分布特性 ....................................................................... 69

  • vi

    第七節 穀類研磨場 3 生物氣膠分布特性 ....................................................................... 76

    第八節 3 家穀類研磨場生物氣膠總結 ............................................................................ 82

    第九節 兩類加工作業場所內毒素分布特性 ................................................................... 85

    第十節 兩類加工作業場所黃麴毒素分布特性 ............................................................... 87

    第十一節 兩類加工作業場所赭麴毒素分布特性 ........................................................... 90

    第十二節 健康問卷調查結果 ........................................................................................... 92

    第五章 結論與建議 ............................................................................................................... 99

    第一節 結論 ....................................................................................................................... 99

    第二節 建議 ..................................................................................................................... 100

    誌 謝 ..................................................................................................................................... 101

    參考文獻 ............................................................................................................................... 102

    附錄一 健康問卷 ................................................................................................................. 107

    附錄二 現場採樣情形 ......................................................................................................... 112

  • vii

    圖目錄 圖 1 內毒素檢量線 ................................................................................................................ 30 

    圖 2 黃麴毒素檢量線 ............................................................................................................ 32 

    圖 3 赭麴毒素檢量線 ............................................................................................................ 34 

    圖 4 釀造場 1 採樣環境平面圖 ............................................................................................ 37 

    圖 5 第一次釀造場 1 細菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 39 

    圖 6 第一次釀造場 1 真菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 39 

    圖 7 第二次釀造場 1 細菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 42 

    圖 8 第二次釀造場 1 真菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 42 

    圖 9 釀造場 2 採樣環境平面圖 ............................................................................................ 44 

    圖 10 第一次釀造場 2 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 46 

    圖 11 第一次釀造場 2 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 46 

    圖 12 第二次釀造場 2 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 48 

    圖 13 第二次釀造場 2 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 49 

    圖 14 釀造場 3 採樣環境平面圖 .......................................................................................... 51 

    圖 15 第一次釀造場 3 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 53 

    圖 16 第一次釀造場 3 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 53 

    圖 17 第二次釀造場 3 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 56 

    圖 18 第二次釀造場 3 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 56 

    圖 19 穀類研磨場 1 環境平面圖 .......................................................................................... 62 

    圖 20 第一次穀類研磨場 1 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 64 

    圖 21 第一次穀類研磨場 1 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 65 

    圖 22 第二次穀類研磨場 1 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 67 

    圖 23 第二次穀類研磨場 1 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 68 

    圖 24 穀類研磨場 2 環境平面圖 .......................................................................................... 69 

    圖 25 第一次穀類研磨場 2 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 71 

    圖 26 第一次穀類研磨場 2 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 72 

    圖 27 第二次穀類研磨場 2 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 74 

  • viii

    圖 28 第二次穀類研磨場 2 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 74 

    圖 29 穀類研磨場 3 環境平面圖 .......................................................................................... 76 

    圖 30 第一次穀類研磨場 3 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 78 

    圖 31 第一次穀類研磨場 3 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 78 

    圖 32 第二次穀類研磨場 3 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 81 

    圖 33 第二次穀類研磨場 3 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 81 

  • ix

    表目錄 表 1 穀類與釀造食品加工作業環境中生物氣膠分布特性之相關文獻 .............................. 9 

    表 2 各國職場相關建議值與標準彙整 ................................................................................ 18 

    表 3 釀造食品加工作業環境內採樣位置規劃表 ................................................................ 21 

    表 4 穀類食品加工作業環境內採樣位置規劃表 ................................................................ 23 

    表 5 研究問卷效度評估之專家名單 .................................................................................... 35 

    表 6 第一次釀造場 1 細菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 38 

    表 7 第一次釀造場 1 真菌生物氣膠之分布 ........................................................................ 38 

    表 8 第一次釀造場 1 懸浮微粒濃度之分布 ........................................................................ 39 

    表 9 第一次釀造場 1 環境特性分布 .................................................................................... 40 

    表 10 第二次釀造場 1 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 41 

    表 11 第二次釀造場 1 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 41 

    表 12 第二次釀造場 1 懸浮微粒濃度之分布 ....................................................................... 41 

    表 13 第二次釀造場 1 環境特性分布 .................................................................................. 43 

    表 14 釀造場 1 細菌類菌種比例 .......................................................................................... 43 

    表 15 釀造場 1 真菌類菌種比例 ........................................................................................... 44 

    表 16 第一次釀造場 2 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 45 

    表 17 第一次釀造場 2 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 46 

    表 18 第一次釀造場 2 懸浮微粒濃度之分布 ...................................................................... 47 

    表 19 第一次釀造場 2 環境特性分布 .................................................................................. 47 

    表 20 第二次釀造場 2 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 48 

    表 21 第二次釀造場 2 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 48 

    表 22 第二次釀造場 2 懸浮微粒濃度之分布 ...................................................................... 49 

    表 23 第二次釀造場 2 環境特性分布 .................................................................................. 49 

    表 24 釀造場 2 細菌類菌種比例 .......................................................................................... 50 

    表 25 釀造場 2 真菌類菌種比例 .......................................................................................... 50 

    表 26 第一次釀造場 3 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 52 

    表 27 第一次釀造場 3 真菌生物氣膠之分布 ....................................................................... 52 

  • x

    表 28 第一次釀造場 3 懸浮微粒濃度之分布 ...................................................................... 53 

    表 29 第一次釀造場 3 環境特性分布 .................................................................................. 54 

    表 30 第二次釀造場 3 細菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 55 

    表 31 第二次釀造場 3 真菌生物氣膠之分布 ...................................................................... 55 

    表 32 第二次釀造場 3 懸浮微粒濃度之分布 ...................................................................... 56 

    表 33 第二次釀造場 3 環境特性分布 .................................................................................. 57 

    表 34 釀造場 3 細菌類菌種比例 .......................................................................................... 57 

    表 35 釀造場 3 真菌類菌種比例 .......................................................................................... 57 

    表 36 釀造場 1 作業人數及工作項目統計 .......................................................................... 59 

    表 37 釀造場 2 作業人數及工作項目統計 .......................................................................... 60 

    表 38 釀造場 3 作業人數及工作項目統計 .......................................................................... 60 

    表 39 第一次穀類研磨場 1 細菌生物氣膠之分布 ............................................................... 63 

    表 40 第一次穀類研磨場 1 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 64 

    表 41 第一次穀類研磨場 1 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 65 

    表 42 第一次穀類研磨場 1 環境特性分布 .......................................................................... 65 

    表 43 第二次穀類研磨場 1 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 66 

    表 44 第二次穀類研磨場 1 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 67 

    表 45 第二次穀類研磨場 1 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 67 

    表 46 第二次穀類研磨場 1 環境特性分布 .......................................................................... 68 

    表 47 穀類研磨場 1 細菌類菌種比例 .................................................................................. 69 

    表 48 穀類研磨場 1 真菌類菌種比例 .................................................................................. 69 

    表 49 第一次穀類研磨場 2 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 70 

    表 50 第一次穀類研磨場 2 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 71 

    表 51 第一次穀類研磨場 2 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 71 

    表 52 第一次穀類研磨場 2 環境特性分布 .......................................................................... 72 

    表 53 第二次穀類研磨場 2 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 73 

    表 54 第二次穀類研磨場 2 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 73 

    表 55 第二次穀類研磨場 2 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 74 

    表 56 第二次穀類研磨場 2 環境特性分布 .......................................................................... 75 

  • xi

    表 57 穀類研磨場 2 細菌類菌種比例 .................................................................................. 75 

    表 58 穀類研磨場 2 真菌類菌種比例 .................................................................................. 75 

    表 59 第一次穀類研磨場 3 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 77 

    表 60 第一次穀類研磨場 3 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 77 

    表 61 第一次穀類研磨場 3 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 78 

    表 62 第一次穀類研磨場 3 環境特性分布 ........................................................................... 79 

    表 63 第二次穀類研磨場 3 細菌生物氣膠之分布 .............................................................. 80 

    表 64 第二次穀類研磨場 3 真菌生物氣膠之分布 .............................................................. 80 

    表 65 第二次穀類研磨場 3 懸浮微粒濃度之分布 .............................................................. 80 

    表 66 第二次穀類研磨場 3 環境特性分布 .......................................................................... 81 

    表 67 穀類研磨場 3 細菌類菌種比例 .................................................................................. 82 

    表 68 穀類研磨場 3 真菌類菌種比例 .................................................................................. 82 

    表 69 穀類研磨場 1 作業人數及工作項目統計 .................................................................. 84 

    表 70 穀類研磨場 2 作業人數及工作項目統計 .................................................................. 84 

    表 71 穀類研磨場 3 作業人數及工作項目統計 .................................................................. 84 

    表 72 第一次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中內毒素含量 .................................. 86 

    表 73 第一次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中內毒素含量 .......................... 86 

    表 74 第二次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中內毒素含量 .................................. 87 

    表 75 第二次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中內毒素含量 .......................... 87 

    表 76 第一次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中黃麴毒素含量 .............................. 88 

    表 77 第一次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中黃麴毒素含量 ...................... 88 

    表 78 第二次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中黃麴毒素含量 .............................. 89 

    表 79 第二次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中黃麴毒素含量 ...................... 90 

    表 80 第一次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中赭麴毒素含量 .............................. 90 

    表 81 第一次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中赭麴毒素含量 ...................... 91 

    表 82 第二次釀造場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中赭麴毒素含量 .............................. 91 

    表 83 第二次穀類研磨場作業場所總粉塵與可呼吸微粒中赭麴毒素含量 ....................... 92 

    表 84 受訪員工資料 ............................................................................................................... 93 

    表 85 受訪員工年齡、年資及工作時數 .............................................................................. 93 

  • xii

    表 86 作業人員工作情形 ...................................................................................................... 94 

    表 87 作業人員個人健康狀況 .............................................................................................. 94 

    表 88 作業人員自覺症狀 ...................................................................................................... 95 

    表 89 作業人員個人防護 ...................................................................................................... 96 

    表 90 個人防護具使用情形 .................................................................................................. 96 

    表 91 作業人員工作環境狀況 .............................................................................................. 96 

    表 92 作業人員工作時對環境的感受 .................................................................................. 97 

    表 93 作業人員對工作環境整體滿意度 .............................................................................. 97 

    表 94 作業人員自覺症狀與生物氣膠濃度及工作時數之關係 .......................................... 98 

  • 1

    第一章 計畫概述

    第一節 前言

    食品加工作業過程中產生的環境危害因子主要包括生物性危害、有機粉塵

    及臭味,這些危害的產生與食品加工之基質組成、處理程序、環境條件有極大

    的關聯性。研究也指出多數食品加工作業場所,空氣環境中存在生物性危害物

    質[1],包含生物氣膠、內毒素與真菌毒素等,均可能造成人體健康影響,對場

    所內作業人員有高度潛在性威脅[2-6]。

    釀造與穀類食品加工作業由於其環境特性,生物氣膠濃度較高,作業時人

    員與微生物有直接接觸,因此這兩類加工場內微生物對於作業人員之健康影響

    有待探討。故本研究於兩類高生物氣膠暴露之食品加工作業場所-釀造加工場與

    穀類加工場,進行生物性危害調查。

    第二節 研究目的

    本計畫以釀造與穀類加工作業環境為目標,於其中進行空氣中微生物採

    樣,同時對於總懸浮微粒與可吸入性粉塵氣膠微粒進行評估,亦針對粉塵中生

    物氣膠之內毒素、黃麴毒素與赭麴毒素進行調查,並且針對作業人員進行健康

    問卷調查,以瞭解釀造與穀類食品加工作業環境生物氣膠對人員健康可能之影

    響。本計畫之執行工作重點如下:

    一、 以國內 3 家釀造及 3 家穀類加工作業設施為目標,進行生物氣膠(包

    括細菌與真菌)、並且針對溫度、濕度、二氧化碳濃度以及風速等微

    環境條件進行監測。

    二、 針對所選取的釀造與穀類食品加工作業環境中進行總粉塵與可呼吸性

    粉塵進行採樣分析。

    三、 針對所選取的釀造與穀類食品加工作業環境之內毒素與真菌毒素濃度

    進行初步分析調查。

    四、 探討釀造與穀類食品加工作業空間中生物氣膠之品種、可能來源、時

    間變動濃度以及不同季節濃度,並且與作業環境條件等資料進行分析

    比較,以做為未來穀類與釀造食品加工環境作業人員生物危害暴露減

  • 2

    量措施之參考。

    五、 針對釀造與穀類食品加工作業環境工作人員進行健康問卷調查分析,以瞭

    解釀造與穀類食品加工作業環境生物氣膠與人員健康之可能關係。

  • 3

    第二章 文獻探討

    第一節 生物氣膠來源及危害

    生物氣膠係指空氣中生物性來源之懸浮微粒,其組成包括細菌、真菌、放

    射菌、病毒、苔及蕨類之孢子、藻類及植物之細胞、花粉、昆蟲等有生命物體

    及不具生命之動植物其碎片與微生物代謝產物…等,微粒之氣動直徑約在

    0.5~100 m[7]。生物氣膠之來源包括人體本身、室外植物表面之真菌孢子、細

    菌、土壤揚起、下雨蒸發、地面灰塵、空調系統、沙發、寵物皮毛…等。而生

    物氣膠對人體之危害則包括過敏性疾病、感染性疾病、及中毒等。可能之感染

    性疾病,例如退伍軍人症、肺結核病等;過敏性疾病,例如氣喘、過敏性肺炎

    及鼻炎等;另外革蘭氏陰性細菌之內毒素和真菌所產生之真菌毒素均可能造成

    人類呼吸道之健康症狀與衛生問題[3]。

    第二節 穀類與釀造食品加工概況與作業程序

    所謂食品,依據食品衛生管理法之定義,係「指供人飲食或咀嚼之物品及

    其原料」。因此食品包括可直接食用的製品,以及食品原料、配料、食品添加

    物等一切可食用的物質。食品加工係以農產品、畜產品及水產品為主要原料,

    用物理的、化學的、微生物的方法處理,調整組成及改變其形態以提高其保藏

    性、被運輸能力、可食性、便利性、感官接受度或機能性[8]。

    整體食品加工分類如下:

    一、依原料分類

    (一)植物性原料之加工:農藝產品(例如穀類加工)、園產品(蔬果加

    工)、特用農產品(例如茶、咖啡、糖)、林產品(例如菇類加

    工、銀杏加工)。

    (二)動物性原料之加工:畜產品(畜肉加工、乳品加工)、禽產品(禽

    肉加工)、蟲產品(蜂蜜加工)、水產品(魚、蝦、貝、藻等之加

    工)。

    二、依用途分類

    (一)主食之加工:米飯、麵包等。

  • 4

    (二)副食之加工:畜產品、園產品、禽產品、水產品、油脂等。

    (三)調味配料之加工:醬油、醋、糖、胡椒等。

    (四)嗜好品之加工:茶、咖啡、可可、酒等。

    (五)便利食品之製造:速食麵、漢堡等。

    (六)休閒食品之製造:糖果、餅乾、蜜餞、各種零食。

    (七)機能性食品之製造:特殊營養食品、健康食品等。

    三、依成份分類

    (一)澱粉類食品之加工:主食常屬之。

    (二)蛋白質類食品之加工:豆類製品之製造。

    (三)糖質類食品之加工:飴糖之製造。

    (四)纖維質類食品之加工:菇類、竹筍之加工。

    (五)油脂加工:沙拉油之製造。

    (六)飲料類之製造:果汁、清涼飲料、含酒精飲料等之製造。

    四、依製程分類

    (一)輕度加工。

    (二)冷藏及冷凍。

    (三)熱加工。

    (四)濃縮及乾燥,包括中濕性食品之製造。

    (五)發酵。

    (六)醃漬。

    (七)煙燻。

    (八)包裝。

    穀類加工與釀造加工概況及流程介紹:

    一、穀類加工

    歷年來台灣食品產業的規模維持在 5,800 至 6,200 家之間,至 2011 年底工

    廠家數為 5,900 家、員工人數 11.5 萬人。其中台灣食品工業 23 分業中,前 7

    大分業是動物飼料配製業(佔 13.5%)、未分類其他食品製造業(佔 11.2%)、

    屠宰業(佔 9.7%)、非酒精飲料業(佔 8.1%)、菸草製造業(佔 7.9%)、磨

    粉製品製造業(佔 6.3%)、碾穀業(佔 5.3%)[9],其中穀類加工相關行業就

    佔前 7 大項的 2 類,可見穀類加工產業在食品加工業中之重要性。

  • 5

    基本上穀類加工是指對有機原料進行加熱、乾燥、燻製、混合、研磨、攪

    拌、分離、蒸餾、抽出、發酵、醃漬、脫水、脫殼、碾製、冷凍或其他足以改

    變原產品理化性質之製造程序。 並對有機原料進行選別、洗淨、分切及分

    (包)裝等作業,其過程不應改變原產品之理化性質[10]。

    進一步穀類加工可細分為米、玉米、小麥等,其加工方法因原料之不同而

    異,其中以小麥最為特殊,以目前的製品而言,小麥均需先磨粉(即為麵

    粉),在加工製成各種產品,其穀類則可以將穀粒加工,仍為維持粒狀,作為

    食品,或經研磨再加工成製品[10]。

    穀類研磨加工主要是指穀粒經過粉碎、篩別、去除皮部,屎內胚乳變微粉

    末的操作,此過程稱之為製粉。將穀類、豆類、藷類等食品粉碎而得到粉末,

    乃是廣義的製粉。穀類研磨加工廠作業環境之作業區域與每一作業區域主要工

    作項目大致尚可分為四大區域,分別為原料存放區、前置作業區(包含原料過

    篩與研磨)、加工調理區(研磨後烘培)、包裝區等,整體作業流程如下:

    (一)穀類原料儲存

    (二)穀類原料過篩(初選→精選→調濕→破碎→篩別)

    (三)穀類研磨(破碎胚乳粒→粉碎→篩別→分級)

    (四)研磨後烘培(熟成與滅菌)

    (五)包裝

    二、釀造加工(醬油)

    釀造加工主要是指利用微生物改變原料品質的加工,如釀酒、醬油、豆瓣

    醬、味噌等發酵食品,其過程中最主要就是利用發酵的方式進行原物料加工。

    而發酵是利用酵母菌生長於果汁或發芽穀物產生二氧化碳的現象。目前發酵一

    字在使用上有廣義及狹義的不同用法,狹義的發酵指微生物在無氧狀態下將碳

    水化合物分解的現象,是微生物獲得能量的方法之一。廣義的發酵則指原料經

    由細胞(含微生物、動、植物細胞)轉化成產品的過程。依發酵所產生的主要

    生成物可分為酒精發酵、乳酸發酵、醋酸發酵等[10]。本計畫中主要針對釀造

    加工中之醬油產業進行探討,以下再針對醬油產業進行說明。

    台灣調味品市場年均成長率 3%,2009 年調味品產值約 164 億元,各項調

    味品產值佔比依序為其他調味品 39.1%、味精 28.1%、醬油 26.2%、食用鹽

    6.6%。若以廠家來看目前在經濟部資料中調味品廠商總數約有 295 家,其中醬

  • 6

    油產業即佔 53.2%。台灣醬油市場大致上可分為一般黃豆釀造醬油,佔醬油市

    場 75%銷售額;與傳統黑豆釀造醬油,佔醬油市場 25%銷售額,而傳統黑豆釀

    造醬油市場又可再分為黑豆蔭油,佔黑豆釀造醬油市場 30%銷售額;與黑豆蔭

    油膏,佔黑豆釀造醬油市場 70%銷售額[11]。

    這一類產業主要產品為醬油、酒精、味精和食醋等民生用品,其生產過程

    所使用的微生物為人類長久以來使用且認定為可食用或是對人體無害的菌種,

    如黴菌、酵母菌等;大體而言這些菌種並不涉及基因改造問題。其主要製程流

    程為蒸煮蛋白和澱粉原料、菌種培育、原料和菌種混合醱酵、醱酵槽中醱酵、

    榨取或萃取汁液、調味和包裝[12]。

    醬油釀造加工廠作業環境之作業區域與每一作業區域主要工作項目大致尚

    可分為四大區域,分別為原料存放區、前置作業區(包含洗滌豆類、煮豆、冷

    卻、添加菌種、攪拌、發酵、加鹽下缸、釀造)、加工調理區(醬汁加工)、

    包裝區等,整體作業流程如下:

    (一)黑豆存放

    (二)洗滌黑豆

    (三)煮豆

    (四)冷卻

    (五)添加菌種

    (六)攪拌

    (七)發酵(4-10 天)

    (八)加鹽下缸

    (九)釀造(180 天)

    (十)醬汁加工(殺菌)

    (十一)充填包裝

    第三節 穀類與釀造食品加工作業環境之生物氣膠分布

    穀類與釀造食品加工作業環境中生物氣膠濃度,由於環境特性之影響其濃

    度較一般生活環境來的高。Tsai and Liu(2008)研究以國內某製麵廠為探討

    對象,調查不同作業區生物氣膠(細菌、真菌)濃度之季節性變化與上、下午

    差異,以及與通風系統、蓄積機台內的麵粉之間相關性,並利用安德森 6 階採

  • 7

    樣器採樣,來探討製麵廠之生物氣膠粒徑大小分布,並調查製麵廠內 CO 與 CO2

    濃度,作為室內空氣品質的依據。研究指出細菌濃度(9.02 ± 3.275)×103

    CFU/m3

    及真菌濃度(2.01 ± 0.887)×103 CFU/m3 最高都在粉碎室,遠超過

    NIOSH、ACGIH 及我國法規建議值,總粉塵濃度(1.96 ± 0.515)×10 mg/m3 也

    超過我國總粉塵濃度。研究中鑑定出的主要細菌為 Staphylococcus xylosus

    ( 21.9% ) 、 Micrococcus spp. ( 18.5% ) 、 Staphylococcus arlettae

    ( 9.8% ) 、 Staphylococcus cohnii ( 8.1% ) 、 Staphylococcus kloosii

    ( 7.4% ) 、 Bacillus cereus ( 4.5% ) ; 鑑 定 出 的 真 菌 有 Cladosporium

    ( 46.4%) 、 Penicillium( 19.1%) 、 Aspergillus( 15.7%) 、 Nonsporing

    ( 7.5% ) 、 yeast ( 4.1% ) 。 其 中 主 要 細 菌 Micrococcus spp. 、

    Staphylococcus cohnii、Bacillus cereus 可能導致肺炎,Staphylococcus

    aureus 可 能 導 致 呼 吸 道 疾 病 , 主 要 真 菌 Cladosporium、 Aspergillus、

    Penicillium 可能造成過敏疾病[13]。

    Desai and Ghosh (2003)針對碾米廠環境進行真菌的研究,空氣中的真

    菌菌落使用安德森 6 階採樣器,微型沖擊式採樣器和高容量空氣採樣器來進行

    採樣。所有的菌種中,麴菌類以 Aspergillus spp.為最多;其中不管用何種方

    法採集樣品, A. flavus 是最常分離出的菌種,從工作地區收集回來的菌株與

    對照組相比有顯著的增加(p<0.01),黃麴毒素陽性菌株占 A. flavus 的

    8%。作業場所總粉塵和可呼吸性粉塵有顯著相關性(p<0.01),而總粉塵濃度

    顯著高於對照組(p<0.05)。此研究指出碾米廠工人因職業會暴露在麴菌產生

    黃麴毒素的環境中,因此建議工人配戴防護面具[14]。

    Sheehan and Giranda (1994) 研究指出某些食品加工設施必須有高壓

    噴塗維持生產過程,這可能會導致食品污染和生產工人暴露於生物氣膠。使用

    AGI-30 衝擊瓶空氣取樣。作細菌,黴菌和酵母計數,並進行細菌和黴菌鑑定。

    單純生產的食品加工廠其細菌總菌數介於 150 至 325 CFU/m3,生產合併高壓水

    沖洗衛生設施的食品加工廠其總菌數介於 850 到 2500 CFU/m3。細菌菌落在生產

    合併高壓水沖洗衛生設施的食品加工廠比單純生產的食品加工廠顯著的提高(p

    <0.0005)[15]。

    Biagnini(1996)提到在細胞與真菌中生產酵素的工作人員出現氣喘與類

    似感冒的症狀,血液中對 Bacillus subtilis 抗體效價明顯上升,並有肺功能

  • 8

    受損情形[16]。

    Topping et al.(1985) 亦曾報告一家以糖蜜與 Aspergillus niger 發

    酵生產檸檬酸的生物科技工廠,因使用 A. niger 於其製程中,導致員工因暴

    露於空氣中 A. niger 的孢子與過敏原物質,致使發酵部門與回收部門的員工

    出現過敏及氣喘的症狀;經過測定發現此工作環境空氣 Aspergillus niger 濃

    度為 490 CFU/m3[17]。

    Aringoli et al.(2012)指出在阿根廷小麥加工廠中 Aspergillus、

    Eurotium 、Mucoraceae 是主要出現菌種,研究發現 53% Aspergillus flavus

    和 100% Fusarium graminearum 會製造出 Total Aflatoxins,同時空氣中有高

    濃度之黃麴毒素[18]。

    Schwartz et al.(1995)指出穀類加工廠工人比起郵政人員暴露在空氣

    中粉塵(p=0.0001)和內毒素(p=0.0001)濃度較高,穀類加工廠工人與工作

    相關的患病率明顯較高(咳嗽、痰多、氣喘、胸悶、呼吸困難)和慢性呼吸道

    症狀(咳嗽、痰的產生)[19]。

    Martinez et al.(1988)在六個發酵作業場所利用安德森採樣器進行生

    物氣膠採集分析,大約收集約 200 個生物氣膠樣本,主要採樣地點放置在每個

    工廠中生物氣膠可能較高的地點,包括實驗室、種子儲蓄池、發酵槽、過濾作

    業區等,研究結果發現在其中一個作業場所中,其總生物氣膠的量為 5,626

    CFU/m3; 另 一 作 業 場 所 之 總 生 物 氣 膠 216 CFU/m

    3[20]。Zollinger et al.

    (2006)指出在葡萄釀造加工廠中,細菌生物氣膠濃度達到 485,000 CFU/m3,

    而真菌則是 146,000 CFU/m3[21]。

    Hryhorczuk et al.(2001)針對發酵作業場所進行生物氣膠調查,研究

    結果發現總真菌胞子濃度在場內與場外分別為 13,451 spores/m3與 8,772

    spores/m3,細菌生物氣膠濃度場內與場外分別為 11,879 CFU/m

    3與 3,204

    CFU/m3。整體結果顯示發酵作業區域內部在細菌生物氣膠、真菌胞子濃度上都

    明顯的高於場外[22] 。

    Taha et al.(2006)針對發酵作業場進行生物氣膠濃度調查,研究發現

    Aspergillus fumigatus 與 actinomycetes 生物氣膠濃度在於 9.8-36.8×106

    CFU/m3與 18.9-36.0×106 CFU/m3 [23]。Sanchez-Monedero et al. (2003)

    利用六階生物氣膠採樣器於 7 個發酵作業環境進行採樣,並於採樣點上風處採

  • 9

    集背景濃度。結果顯示各場所採集到的生物氣膠平均濃度,不論是細菌或是麴

    菌普遍均高於背景值十倍至數百倍[24]。

    由上述之文獻資料(彙整如表 1)可以發現,穀類與釀造加工廠之作業勞

    工,確實有受到職業性生物氣膠暴露之情形,並且因此引發出各類呼吸道及肺

    部健康症狀。而研析國內外研究資料可以發現,其調查方法多利用個人或環境

    中生物氣膠採樣,搭配健康問卷以評估勞工生物危害暴露及健康效應兩者間之

    關係。

    表 1 穀類與釀造食品加工作業環境中生物氣膠分布特性之相關文獻

    作業型態與採樣方式 生物氣膠分布特性 參考文獻 以台灣某製麵廠為探討對

    象,調查不同作業區生物

    氣膠(細菌、真菌)濃度

    之季節性變化與上、下午

    差異,以及與通風系統、

    蓄積機台內的麵粉之間相

    關性 利用安德森 6 階採樣器採

    樣,來探討製麵廠之生物

    氣膠粒徑大小分布,並調

    查製麵廠內 CO 與 CO2 濃度,作為評估室內空氣品

    質的依據。

    細菌濃度(9.02 ± 3.275)×103 CFU/m3 及真菌濃度(2.01 ± 0.887)×103 CFU/m3 最高都在粉碎室,超過 NIOSH、ACGIH 及我國法規建議值,總粉塵濃度(1.96 ± 0.515)×10 mg/m3 超過我國總粉塵濃度建議值(10 mg/m3)。

    主要細菌為 Staphylococcus xylosus、Micrococcus spp.、Staphylococcus arlettae、Staphylococcus cohnii、Staphylococcus kloosii、Bacillus cereus 。

    真菌為 Cladosporium、Penicillium、Aspergillus、Nonsporing、yeast。

    Tsai and Liu (2009) [13]

    針對印度碾米廠空間真菌分布特性之研究。

    使用安德森 6 階採樣器、微型 impinger 採樣器與高容量空氣採樣器來進行採

    樣。

    Aspergillus spp.為最多,其中不管用何種方法採集樣品,A. flavus 是最常分離出的菌種。

    從工作地區收集回來的菌株與對照組相比有顯著的增加(p<0.01),8%的 A. flavus 黃麴毒素為陽性反應

    總粉塵濃度 (p<0.05)顯著高於對照組。

    Desai and Ghosh (2003)[14]

  • 10

    表 1 穀類與釀造食品加工作業環境中生物氣膠分布特性之相關文獻(續) 針對特定食品加工廠進行

    生物氣膠採樣。 食品加工廠分為兩個作業

    方式,分為有高壓沖洗設

    備,與無高壓沖洗設備作

    業程序。 使用 AGI-30 衝擊瓶進行

    生物氣膠採樣。作細菌,

    黴菌和酵母計數,並進行

    細菌和黴菌鑑定。

    單純生產的食品加工廠其細菌總菌數介於150 至 325 CFU/m3,生產合併高壓水沖洗衛生設施的食品加工廠其菌數介於 850 到2500 CFU/m3。

    細菌菌落在生產合併高壓水沖洗衛生設施的食品加工廠比單純生產的食品加工廠顯

    著的提高(p<0.0005)。

    Sheehan and Giranda (1994)[15]

    針對酵素製作工廠之 36名作業人員,進行 IgE and IgG 抗體的測試。

    利用 epicutaneous threshold testing and enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA)進行測定。

    測定之工作人員有類流感與哮喘性症狀。 血液中對 Bacillus subtilis 抗體效價明顯上

    升,並有肺功能受損情形

    Biagini et al (1996) [16]

    針對一家由 Aspergillus niger 與 molasses 共同發酵生產檸檬酸的生物科技

    工廠之作業人員健康情況

    進行調查。 利用 Staplex samplers 進

    行微生物採樣。

    因使用 Aspergillus niger 於其製程中,導致員工因暴露於空氣中 Aspergillus niger 的孢子與過敏原物質,致使發酵部門與回收

    部門的員工出現過敏及氣喘的症狀 經過測定發現此工作環境空氣 Aspergillus

    niger 濃度為 490 CFU/m3。

    Topping et al.(1985) [17]

    針對一阿根廷小麥加工廠之生物氣膠進行調查。

    利用 Standard RCS sampler衝擊式採樣器進行生物氣

    膠採集。

    在小麥加工廠中 Aspergillus(黑霉菌)、Eurotium(散囊菌) 、Mucoraceae(毛黴菌)是主要出現菌種

    研究發現 53%Aspergillus flavus 和 100% Fusarium graminearum 會製造出 Total Aflatoxins,同時空氣中有高濃度之黃麴毒素。

    Aringoli et al. (2012) [18]

    針對穀類加工廠之穀粉中內毒素對員工健康影響之

    評估。

    穀類加工廠工人比起郵政人員暴露在較高粉塵(p=0.0001)和內毒素(p=0.0001)濃度

    穀類加工廠工人與工作相關的患病率明顯較高(咳嗽、痰多、氣喘、胸悶、呼吸困

    難)和慢性呼吸道症狀(咳嗽、痰的產

    生)

    Schwartz et al. (1995) [19]

  • 11

    表 1 穀類與釀造食品加工作業環境中生物氣膠分布特性之相關文獻(續)

    針對六個發酵作業場所進行生物氣膠採樣分析。

    利用安德森 2 階採樣器進行生物氣膠採樣。

    主要採樣地點放置在每個工廠中生物氣膠可能較高的地點,包括實驗室、種子儲蓄

    池、發酵槽、過濾作業區等 在其中一個作業場所中,其總生物氣膠的

    量為 5,626 CFU/m3;另一作業場所之總生物氣膠 216 CFU/m3。

    Martinez et al.(1988) [20]

    針對葡萄發酵工廠之生物氣膠進行評估。

    真菌與細菌生物氣膠是利用衝擊器與 impinger 採樣器進行收集。

    細菌生物氣膠濃度達到 485,000 CFU/m3,而真菌則是 146,000 CFU/m3。

    Zollinger et al.(2006) [21]

    針對一郊區發酵作業場所進行生物氣膠與內毒素調

    查。 生物氣膠採樣是利用安得

    森一階採樣器進行採樣。

    總真菌胞子濃度在場內與場外分別為13,451 spores/m3 與 8,772 spores/m3,細菌生物氣膠濃度場內與場外分別為 11,879 CFU/m3 與 3,204 CFU/m3

    內毒素平均濃度在場內與場外分別為 2.17 ng/m3 與 0.24 ng/m3。

    發酵作業區域內部細菌生物氣膠、真菌胞子都明顯高於場外。

    Hryhorczuk et al. (2001) [22]

    針對發酵作業場進行生物氣膠濃度調查,

    Aspergillus fumigatus 與 actinomycetes 生物氣膠濃度在於 9.8-36.8×106 CFU/m3 與18.9-36.0×106 CFU/m3。

    Taha et al. (2006)[23]

    利用六階生物氣膠採樣器於 7 個發酵作業環境進行採樣,並於採樣點上風處

    採集背景濃度。

    生物氣膠平均濃度,不論是細菌或是麴菌,普遍均高於背景值十倍至數百倍。

    Sanchez-Monedero et al. (2003)[24]

    第四節 內毒素與真菌毒素

    生物氣膠對人體之危害除包括過敏性疾病、感染性疾病、及中毒等,另外

    內毒素和真菌毒素均可能造成人類呼吸道之症狀與衛生問題。穀類及釀造食品

    加工這兩類作業環境中在文獻中常發現麴菌為主要真菌類生物氣膠,而在食品

    檢驗亦常針對黃麴毒素與赭麴毒素進行調查。以下即針對內毒素、真菌毒素

    (包含黃麴毒素與赭麴毒素)進行說明。

    一、內毒素

    細菌內毒素主要來自革蘭式陰性細菌之細胞壁,其化學組成為脂多醣體化

    合物。內毒素經呼吸道侵入人體後造成之健康效應主要為發燒、身體不適、白

    血球數量改變和呼吸道壓迫等[25]。

  • 12

    內毒素具有熱穩定性,無法以高溫破壞方式去除,且即使當細菌細胞死

    亡、分解或是進行繁殖時,皆會自其細胞壁釋放出內毒素。作業場所中內毒素

    主要來源包括農業生產作業、家禽家畜養殖業或是棉紡織工廠等,若是現場作

    業人員大量吸入細菌內毒素則可能導致發燒、發冷等類似感冒、肺部功能受損

    等症狀,以及引起過敏性肺炎與慢性支氣管炎(chronic bronchits)等。

    Hryhorczuk et al.(2001)針對發酵作業場所進行內毒素調查,研究結

    果發現內毒素平均濃度在場內與場外分別為 2.17 ng/m3 與 0.24 ng/m3。整體

    結果顯示發酵作業區域內部內毒素濃度都明顯的高於場外[22] 。

    在其他作業場所方面,本所(1996)曾利用 Limulus Amebocyte Lysate

    assay(LAL)分別針對醫院、製粉廠、棉紡織廠、汽車零件工廠及養豬場等作

    業場所進行空氣微粒樣本之內毒素測量。整體而言,以棉紡織廠空氣中之內毒

    素濃度為最高,約達 6649 EU/m3,其次為汽車工業之沖床區約 194 EU/m

    3及養豬

    場之分娩區約 144 至 159 EU/m3,其餘各採樣點均未達 10 EU/m

    3[26]。

    Tanner et al. (1997) 在不同材料之馬廂中進行懸浮微粒採樣,再以

    LAL 動力學方式分析內毒素濃度。結果顯示鋪設稻草稈支馬廂內毒素濃度為

    43.53 EU/m3,鋪設電話簿紙馬廂濃度為 20.28 EU/m

    3,而鋪設木屑馬廂濃度為

    19.08 EU/m3,經統計檢定,鋪設稻草稈馬廂之內毒素濃度顯著高於鋪設其他兩

    種材料者[27]。

    Vogelzang et al. (1998)以 171 位養豬人員為對象進行 3 年長期追

    蹤,評估其暴露於含內毒素粉塵與肺功能下降之關係。粉塵樣本已 LAL 動力學

    方式分析內毒素含量,肺功能則是利用乾燥滾動式肺功能測定儀(n=94)以及

    水密閉式肺量計(n=77)測得,結果顯示粉塵平均暴露量為 2.63 mg/m3,內毒

    素平均濃度為 105 ng/m3,肺功能測定結果顯示於研究初期受試者第一秒吐氣量

    (FEV1)平均為 3.97 L,用力肺活量(FVC)平均為 5.06 L,而 FEV1 平均每年

    下降 73 ml,FVC 平均每年下降 55 ml,經由檢定結果顯示 FEV1 與內毒素暴露

    量呈現顯著負相關,而 FVC 則與粉塵及內毒素暴露量呈現顯著負相關[28]。

    Su et al.(2001)利用手提式吸塵器及玻璃纖維濾紙以評估台灣南部氣

    喘孩童(n=23)即無氣喘孩童(n=12)之家居環境中塵埃樣本之內毒素含量,

    結果顯示於患有氣喘孩童之家居環境中內毒素在春、夏、秋、冬之平均濃度分

    別為 51.47 ng/mg、17.16 ng/mg、62.23 ng/mg、19.47 ng/mg,而無氣喘孩童

  • 13

    之 家 居 環 境 中 內 毒 素 之 平 均 濃 度 為 33.13 ng/mg、 19.98 ng/mg、 28.31

    ng/mg、17.59 ng/mg,研究結果雖無法證明內毒素與罹患氣喘之直接關係,且

    在兩環境之內毒素分析結果並未呈現顯著差異,但可確認台灣之家居環境中具

    有高濃度之內毒素,而孩童長期暴露是否帶來不良影響是值得探討的議題

    [29]。

    陳(2000)以 LAL 分析不同環境(氣喘兒童住家之微粒樣本(n=14)、穀

    倉之空氣樣本(n=7)、辦公大樓之微粒樣本(n=7)及空氣樣本(n=12)、垃

    圾掩埋場之空氣樣本(n=11))之樣本中內毒素濃度。結果顯示,其中氣喘兒

    童住家環境微粒樣本所含內毒素濃度為 4.05-152.99 ng/mg3,穀倉環境空氣樣

    本中內毒素濃度為 0.069-0.523 ng/m3,空氣樣本之內毒素濃度則為 0.0005-

    0.0440 ng/m3, 垃 圾 掩 埋 場 之 空 氣 樣 本 之 內 毒 素 濃 度 則 為 0.0001-0.0031

    ng/m3。顯示微粒樣本以住家環境略高於辦公大樓,而空氣樣本則以穀倉為最

    高,其次為辦公大樓,垃圾掩埋場濃度則為最低[30]。

    二、真菌毒素

    真菌毒素 (Mycotoxin) 係真菌類產生之有毒二次代謝物,此種代謝物

    具 有 毒 性 、 藥 性 , 對 動 物 體 可 引 起 各 種 疾 病 , 通 常 稱 為 真 菌 毒 素 症

    ( Mycotoxicoses ) 真 菌 毒 素 主 要 由 Aspergillus spp. 、 Fusarium spp. 與

    Penicillium spp. 等菌屬產生,於此三種菌屬約佔所有會產生真菌毒素菌株之

    57% [31]。上述真菌或其孢子經常存在於土壤或空氣中,易污染花生、棉子、

    玉米、米、麥及豆類等作物,只要溫濕度適合真菌生長及產毒,作物即可能污

    染毒素;目前已知真菌產生的毒素有三百多種,如 aflatoxins、ochratoxins、

    sterigmatocystin 、 patulin 、 penicillic 、 acid 、 citrinin 、 zearalenone 、 toxic

    richothecenes 以及 T-2 toxin 等。

    真菌在食品的汙染,除了導致食品的腐敗,造成經濟損失外,其真菌毒素

    的產生亦會造人體健康的威脅,在 1960 年英國發生 10 萬隻以上的火雞因餵食

    花 生 餅 飼 料 造 成 之 死 亡 事 件 , 稱 為 Turkey-X-disease , 原 因 在 於 黃 麴 菌

    (Aspergillus flavus) 產生的毒性物質,因此命名為黃麴毒素,之後研究發

    現,Aspergillus parasiticus 也會產生黃麴毒素[32]。穀類、豆類、肉類、乳製

    品、植物油、米、麵製品等都可能受到黴菌感染而污染,但以榖類、豆類等植

    物性者較為常見,如保存條件不好,米、花生及小麥為最佳基質。花生在生長

  • 14

    時,可能會受到土壤中 A. flavus 之污染,因此污染率較高,故須於成熟後盡速

    收割晒乾[33]。豆類中以黃豆受污染比例最低,因所含植酸(phytic acid)與鋅

    離子結合,抑制毒素的產生。適合麴菌生長及產毒之溫度依菌種而異,範圍存

    於 30~38℃間,另麴菌生長受到水分之影響極大,穀類及飼料水分含量超過

    15% 或相對濕度在 80% 以上,較適合麴菌之生長與產生毒素。故防止黃麴毒

    素污染,最直接的方式莫過於防止黃麴菌在穀類或飼料上生長,藉著適當控制

    水分、濕度及氧氣含量,可以有效的抑制黃麴毒素的產生[34]。

    Desai and Ghosh (2003)針對碾米廠環境進行真菌的研究, A. flavus 是

    最常分離出的菌種,黃麴毒素陽性菌株占 A. flavus 的 8%。此研究指出碾米廠工

    人因職業會暴露在麴菌產生黃麴毒素的環境中,因此建議工人配戴防護面具

    [14]。

    Aringoli et al. ( 2012 ) 指 出 在 阿 根 廷 小 麥 加 工 廠 中 Aspergillus 、

    Eurotium 、Mucoraceae 是主要出現菌種,研究發現 53% Aspergillus flavus 和

    100% Fusarium graminearum 會製造出 Total Aflatoxins,同時空氣中有高濃度之

    黃麴毒素[18]。

    在空氣中真菌毒素的影響如下,文獻指出房屋中四周以有長黴的稻草做布

    置,使得與會的 67 人在吸入這些含有毒素的孢子、灰塵等物質後有 55 人產

    生發燒、咳嗽、呼吸困難、胸背疼痛等症狀,其認為黴菌毒素可能為其致病主

    因[35]。

    Flappan et al. (1999)指出過去文獻統計美國某州 37 件幼兒肺出血的案

    例,其中 12 個死亡,這些案例在一個小區域中大量的出現,而且個案的家中

    大多有潮濕或長黴的情形,這些案例的發生亦被歸咎於住家中裝修建材上的

    Stachybotrys 這種會產生真菌毒素的菌的生長[36]。

    (一)黃麴毒素的理化特性

    黃麴毒素(aflatoxin,簡稱 AF)主要為黃麴菌 Aspergillus flavus 及

    A.parasitucus 等 麴 菌 產 生 , 黃 麴 毒 素 是 高 度 氧 化 的 異 環 式 ( iso- )

    coumarin 之衍生物,具有 bisfuranoid 之結構是屬於一種 polyketides,其

    種類甚多,約有 17 種。一般於食品中較常發現的黃麴毒素種類為

    AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1、AFM2,其中 AFM1 與 AFM2 為

    AFB1、AFB2 的氧化代謝的產物。

  • 15

    黃麴毒素 G2 (aflatoxin G2, AFG2)為麴黴菌的二次代謝產物。麴黴

    菌屬(Aspergillus)所產生之黃麴毒素(aflatoxin)為世界上最受重視的黴

    菌毒素之一,對動物具強列毒性及致癌性。A. flavus 只產生黃麴毒素 B 群

    (AFB1、AFB2),A. parasiticus 及 A. nomius 或其他麴黴菌會產生 B 群及

    G 群(AFG1、AFG2)[37]。

    (二)黃麴毒素的傷害

    黃麴毒素 AFB1 最常被檢出,約佔 77%,其毒性、致突變性及致癌

    性強弱呈 AFB1 >AFB2 >AFG1 >AFG2 之趨勢 [38],黃麴毒素對動物

    有毒性,可導致肝毒害,引起組織出血、厭食及生長緩等症狀,AFB1 之

    致癌性被認為主要是經由 AFB1 之代謝性的衍生物 eox-8,9-epoxide 結合細

    胞中的蛋白質、DNA 或 RNA 來引發 [39]。飼養雞隻典型之黃麴毒素中毒

    症狀有嗜睡、垂翼、體溫上升和神經症狀,造成生長性能及飼料利用效率

    降低,胰臟消化酵素活性減低,免疫能力減弱,血液凝固延遲,肝臟腫大

    及脂肪移動(mobilized)失調等諸多毒害作用,並會影響許多動物,例

    如:鵪鶉、鴨子、小牛、小羊、猪 [40]。依據調查,小鴨和兔子最為敏

    感,小老鼠較大老鼠敏感,雞隻對 B1 承受量高於小鴨達 20 倍之多。

    在 人 類 中 由 aflatoxin 引 起 的 食 物 中 毒 - 黃 麴 毒 素 病

    (aflatoxicosis),主要是一種肝疾病,造成的病徵有:嘔吐、腹痛、肺水

    腫、痙攣、昏迷、肝腎心含有脂肪,或腦水腫而造成死亡。慢性中毒方

    面,在泰國、菲律賓、南非、肯亞等地有許多研究報告結果顯示,肝癌發

    生率和黃麴毒素攝取量之間有關聯性,是目前所知致癌性最強之真菌毒

    素,因此,1987 年國際癌症研究協會 (International Agency of Research

    on Cancer) 將 AFB1 列為致癌物[41]。另經由食物鏈,乳品及畜產品亦

    可能遭受黃麴毒素之污染,其中 AFB1 在動物體內經由氫氧基化作用代謝

    成 AFM1 而存在乳品中,研究顯示稚齡小孩,在斷奶前也可能接觸到黃麴

    毒素,原因係母親攝入污染黃麴毒素之食品並將 AFM1 分泌於乳汁中

    [42]。

    (三)赭麴毒素的理化特性

    赭麴毒素依其在薄層層析法上螢光顏色的不同,可區分成 A、B 和 C

    共 3 種,其中以赭麴毒素 A 的毒性最強且產量較高,故一般言及赭麴毒素

  • 16

    多以 ochratoxin A(OTA)為代表。文獻指出於熱帶、亞熱帶氣候地區產生

    赭麴毒素之主要菌種為 A. ochraceus、A. circumdati、A. nigri 和 A. niger,

    於溫帶氣候地區者則為 P. verrucisum[43]。研究發現易含赭麴毒素之飼料原

    料或食物為大麥、小麥、燕麥、玉米、可可亞、咖啡豆、葡萄汁、水果

    酒、乾燥後之水果產品、香料和啤酒等[44]。

    文獻指出同時赭麴毒素在許多種的麴菌包括:Aspergillus alliaceus、

    Aspergillus auricomus 、 Aspergillus carbonarius 、 Aspergillus glaucus 、

    Aspergillus melleus 等之代謝產物中皆曾發現到赭麴毒素。[45]

    (四)赭麴毒素的傷害

    Bennett and Klich (2003)赭麴毒素之毒性主要藉由抑制胺醯-tRNA

    合成酶之合成而引起[46]。Woese et al. (2000)胺醯-tRN 合成酶為催化特

    定胺基酸或其前驅物與對應 tRNA 發生酯化反應,而形成胺醯-tRNA 的催

    化酶。由於每種胺基酸與 tRNA 的連接都需要專一性的胺醯-tRNA 合成酶

    來催化,因此胺醯 tRNA 合成酶的種類與標準胺基酸的種類一樣都是 20

    種[47]。赭麴毒素存在時,會抑制胺醯-tRNA 合成酶之作用,進而促使細

    胞之 DNA、RNA、蛋白質和細胞能量來源 ATP 之生合成及酵素活性下

    降,繼而影響基因表現和造成染色體異常,且抑制免疫細胞活性和干擾腎

    臟之有機離子的主動輸送系統等,該等作用致使細胞突變、致畸型、免疫

    系統毒害、神經毒害與致癌等生物毒性之發生。有研究指出巴爾幹半島腎

    病變與尿道上皮細胞癌可能與赭麴毒素有關[48]。國際癌症研究組織於

    1993 年將赭麴毒素 A 列為一類具腎毒性、致畸胎性、免疫毒性及基因毒性

    等之毒素,並將其列入人類可能的致癌物 2B 群組中的一項[49]。

    第五節 法規標準

    各國細菌、真菌、懸浮微粒與內毒素之相關建議值與標準列於表 2[50]。

    各國生物氣膠的建議值或標準主要針對室內環境所訂定,我國及大部份國家

    (美國、澳州、中國、東南亞國家等等)目前並無職場中生物氣膠的建議值或

    標準。根據我國環保署 101 年 11 月訂定的室內空氣品質標準,室內環境空氣中

    可培養性細菌濃度的最高值不可超過 1,500 CFU/m3,可培養性真菌則不可超過

    1000 CFU/m3(真菌濃度室內外比值1.3 者不在此限);部份高生物氣膠暴露職

  • 17

    場,如醫療院所在此法規管轄範圍。

    加拿大魁北克省的職業衛生及安全研究所(Quebec Occupational Health

    and Safety Research Institute, IRSST)在 2001 年提出生物氣膠的 Action

    Criterion 如下:

    -總細菌:農業及工業環境中-10,000 CFU/m3 of air (8 hours)

    機械通風的非工業環境-1,000 CFU/m3 of air (8 hours)

    -革蘭氏陰性細菌:農業及工業環境中-1,000 CFU/m3 of air (8 hours)

    非工業環境-有存在

    -內毒素:高於背景濃度30倍

    針對內毒素的暴露,the Dutch Expert Committee on Occupational Safety

    (DECOS)提出一個以健康為基礎的工作場所暴露建議濃度(HBROEL, a health-

    based recommended occupational exposure limit)-90 EU/m3,員工急性、短期或

    長期暴露於此濃度不會影響呼吸道健康;此建議值為八小時時量平均濃度

    (eight-hour time-weighted average)。

    英國(UK Environment Agency)建議總細菌濃度< 1,000 CFU/m3,革蘭氏陰性菌濃

    度< 300 CFU/m3,Aspergillus fumigatus 濃度< 500 CFU/m3。其他相關的建議值

    及標準包括:丹麥 total organic dust 的暴露限值為 3 mg/m3,在家畜養殖場建築

    物的總微生物濃度建議< 104 CFU/m3;歐盟執委會(The European Commission)認

    為在非工業的職場環境中,若室內空氣中的總真菌濃度高於 500 CFU/m3 或

    >2,000 CFU/m3 時,分別表示有中度及高度的真菌污染。我國總粉塵及可呼吸性

    粉塵的 8 小時 TWA 分別為 10 mg/m3 及 5 mg/m3,與其他國家標準大致相彷。

    Pollutants Recommended Levels or Standardsa Source b Endotoxin < 1,000 EU/m3 (threshold) Swiss National Insurance

    Fund for Occupational Diseases

    90 EU/m3 (8-h TWA)c

    Dutch Expert Committee on Occupational Safety (DECOS)

    100 EU/m3 ( a threshold for airway inflammation)

    Rylander and Carvalheiro 2006

    Total organic dust

    3 mg/m3 National Labour Inspection of Denmark

  • 18

    表 2 各國職場相關建議值與標準彙整

    表 2 各國職場相關建議值與標準彙整(續)

    Pollutants Recommended Levels or Standards a

    Source b

    Total microbial counts

    < 104 CFU m-3 in livestock buildings suggested by National Labour Inspection of Denmark (1989)

    Total bacteria Agricultural and industrial environment: 104 CFU/m3 (8-h)

    Mechanically ventilated non-industrial environment: 1,000 CFU/m3

    Québec Action criteria proposed by the IRSST (Occupational Health and Safety Research Institute Robert Sauvé) (2001)

    at sensitive receptors ( dwellings or workplaces) within 250 metres of the composting operation < 1,000 CFU/m3 [std]

    UK Environment Agency (2010)

    Gram-negative bacteria

    Agricultural and industrial environment: < 1,000 CFU/m3 (8-h)

    Québec Action criteria proposed by the IRSST (2001)

    at sensitive receptors ( dwellings or workplaces) within 250 m of the composting operation < 300 CFU/m3 [std]

    UK Environment Agency (2010)

    Total Fungi >500 CFU/m3 - an intermediate source of contamination in indoor nonindustrial workplaces

    >2,000 CFU/m3 - a high source of contamination in indoor nonindustrial workplaces

    < 1,000 CFU/m3 (threshold)

    The European Commission Swiss National Insurance Fund for Occupational Diseases

    Aspergillus fumigatus

    at sensitive receptors (dwellings or workplaces) within 250 metres of the composting operation

  • 19

    表 2 各國職場相關建議值與標準彙整(續)

    a [std]: regulation or standard; TWA: Time-Weighted Average; STEL: Short-Term Exposure Limit b PEL: Permissible Exposure Limit; REL: Recommended Exposure Limit; TLV: Threshold

    Limit Value; NIOSH: National Institute for Occupational Safety and Health; ACGIH: American Conference of Governmental Industrial Hygienists; COSHH: Control of Substances Hazardous to Health Regulations; IRSST: Occupational Health and Safety Research Institute Robert Sauvé

    c Based on a no-observed-effect level (NOEL) for a worker inhaling that level of endotoxin over a 40-year work life

    Pollutants Recommended Levels or Standards a

    Source b

    Total dust 10 mg/m3 (8-h TWA) [std] 我國勞動部 US ACGIH TLV UK COSHH European Commission TLV Swedish Board of

    Agriculture (for poultry houses)

    15 mg/m3 (8-h TWA) [std] OSHA PEL Inhalable dust 10 mg/m3 (15-min STEL) [std] The German Ordinance

    on Hazardous Substances

    UK regulation 10 mg/m3 Germany

    Technical Rules for Hazardous Substances (TRGS)

    10 mg/m3 (8-h TWA) [std] 20 mg /m3 (15-min STEL) [std]

    UK Health and Safety Executive

    Respirable dust 6 mg/m3 Germany Technical Rules for Hazardous Substances (TRGS)

    5 mg/m3 (8-h TWA) [std] 我國勞動部 4 mg/m3 (8-h TWA) [std] UK COSHH

    3 mg/m3 [std] European Commission TLV The German Ordinance

    on Hazardous Substances

  • 20

    第三章 研究方法

    第一節 目標食品加工廠作業環境之選定

    本計畫針對釀造及穀類加工作業環境進行生物氣膠之採樣調查,食品加工

    場生物氣膠濃度會受到環境特性的影響,如通風方式、加工作業處理方法及建築類

    型等。因此本計畫根據食品加工場的規模大小、建築類型、通風方式及加工作業

    處理方法等會影響生物氣膠濃度的環境特性,共立意選取六家同意參與本研究之加

    工作業場,進行員工生物氣膠暴露評估及健康狀況調查。

    第二節 目標食品加工作業環境生物氣膠監測策略

    一、採樣規劃

    本研究採樣策略係依據穀類及釀造食品加工作業環境中不同作業型態加以

    區塊分別,主要依照食品加工之作業環境的不同,可分為原料存放區、前置作

    業區、加工調理區、及包裝區,進而了解不同區域的作業程序對於作業人員之

    生物氣膠暴露情形。

    穀類及釀造食品加工作業環境內部作業環境之採樣位置,依照我國環保署

    NIEA E301.13C「空氣中細菌濃度檢測方法」及 NIEA E401.13C「空氣中真菌濃

    度檢測方法」之規範,採樣位置應距離其區隔(如牆壁)或角落至少 50 公分以

    上,採樣高度則為距離地面 120-150 cm 高,以模擬人類呼吸帶之暴露。採樣位

    置數目之規劃原則上以每 500-1,000 平方公尺設立一個採樣位置(室內法規建

    議),並且依照穀類及釀造食品加工作業環境內部勞工作業區塊與型態,增加

    採樣位置,以下表 3 與 4 之原則進行規劃,以利取得穀類及釀造食品加工作業

    環境內部具代表性之生物性氣膠樣本及進行後續之穀類及釀造食品加工作業環

    境人員暴露評估。因此本計畫中六家加工作業場所之場區內採樣點之選擇除根

    據環保署法規建議之設點方式,主要仍是以作業區域中工作內容作為採樣點之

    選取依據,所以在加工作業場所中「前置作業區」會是設點最多的區域,主要

    原因在於此區內作業項目種類最多元。而在室外之採樣點選擇上,主要是以離

    作業場區外 5 公尺外之最不易受干擾區域,作為室外採樣點之選擇依據。

  • 21

    表 3 釀造食品加工作業環境內採樣位置規劃表

    採樣位置 實場圖片 採樣位置與代表性說明

    原料存放

    原料儲存、處理之區域,設置兩至三個採

    樣點。 原料尚未處理,作業人員移動原料時,可

    能因為機械力揚起受

    到生物氣膠暴露。

    前置作業

    前處理區,有分為不同的操作區域,因此

    針對不同操作區域設

    置採樣點,預計設置

    6-8 個採樣點。 主要作業有煮豆、冷卻、添加麴菌、攪

    拌、發酵(4-10天)、加鹽下缸、釀

    造(180 天),此區域為主要生物性與粉

    塵危害最大區域。 作業人員可能近距離受到生物氣膠與粉塵

    暴露。

  • 22

    表 3 釀造食品加工作業環境內採樣位置規劃表(續) 採樣位置 實場圖片 採樣位置與代表性說明

    前置作業

    加工調理

    加工作業處理之區域,有分不同的操作

    區域,因此針對此區

    塊分別設置 3-4 個採樣點。

    此區域主要為醬汁的加工,此與前置處理

    區為釀造食品加工區

    主要生物與粉塵危害

    區域。 作業人員可能近距離受到生物氣膠與粉塵

    暴露。

    包裝區

    成品內包裝,依其作業型態不同分為一個

    採樣區塊進行採樣。

    作業人員以人工或機械進行包裝作業,可

    能因為機械力揚起受

    到生物氣膠暴露。

    註:釀造類食品加工廠中,較大型之工廠是分成兩個廠區,以前置作業區

    與加工調理區做分隔,因此在大型的釀造食品加工廠會針對兩個廠區同時

    進行採樣。

  • 23

    表 4 穀類食品加工作業環境內採樣位置規劃表

    採樣位置 實場圖片 採樣位置與代表性說明

    原料存放

    原料儲存、處理之區域,設置兩至三個採

    樣點。 原料尚未處理,作業人員移動原料時,可

    能因為機械力揚起受

    到生物氣膠暴露。

    前置作業

    前處理區,有分為不同的操作區域,因此

    針對不同操作區域設

    置採樣點,預計設置

    6-8 個採樣點。 主要作業有過篩與研磨,此區域為主要生

    物性與粉塵危害最大

    區域。 作業人員可能近距離受到生物氣膠與粉塵

    暴露。

  • 24

    表 4 穀類食品加工作業環境內採樣位置規劃表(續)

    採樣位置 實場圖片 採樣位置與代表性說明

    加工調理

    加工作業處理之區域,有分不同的操作

    區域,因此針對此區

    塊分別設置 3-4 個採樣點。

    此區域主要為烘焙區域,此與前置處理區

    為穀類食品加工區主

    要生物與粉塵危害區

    域。 作業人員可能近距離受到生物氣膠與粉塵

    暴露。

    包裝區

    成品內包裝,依其作業型態不同分為一個

    採樣區塊進行採樣。

    作業人員以人工或機械進行包裝作業,可

    能因為機械力揚起受

    到生物氣膠暴露。

    本研究採樣作業分為三階段採樣,分為早、中午與下午三個時段進行採

    樣,並且針對作業中之工作人數及工作內容進行紀錄,作為本研究分析之依

    據。並將三階段中之採樣結果進行比對,以了解食品加工作業之不同作業時段

    之生物氣膠濃度差異。

    此外,本研究在每一個採樣點,亦同步紀錄採樣工作進行時之溫度、濕

    度、二氧化碳濃度以及風速等環境條件,以及工作人員數目及作業行為,以利

    進行後續資料分析評估。本研究分別進行兩次穀類及釀造食品加工作業環境之

    生物氣膠採樣及監測工作。

    二、生物氣膠採樣與分析

    (一)活性細菌與真菌採樣

    本研究生物氣膠採樣及監測工作是採用 AGI-30 (SKC All-Glass Impinger,

  • 25

    SKC Inc., USA)採樣器進行採樣分析,流量設定為 12.5 L/min,採樣器之 d50 為

    0.31 μm。採樣前後均以紅外線皂泡計 (Gilibrator, Gillian Inc.)進行流量校

    正。採樣前 AGI-30 採樣器均經 121 ℃、15 分鐘高溫高壓滅菌。採樣時內裝 20

    mL 之去離子無菌水作為收集液。採樣完成後,將瓶內之收集液移入 50 mL 無

    菌離心試管中密封低溫保存,在完成一次採樣後,AGI-30 之採樣瓶均以酒精進

    行滅菌後,以大量無菌水進行沖洗,並置入 20 mL 去離子無菌水於採樣瓶中以

    進行下一次採樣(在前測中,針對此一過程進行測試,發現以此一程序處理後

    之採樣瓶進行空白實驗,細菌與真菌檢測是低於偵測極限的,故在之後實驗中

    即以此程序進行消毒),本研究共使用 5 組 AGI-30 採樣瓶進行採樣,以方便採

    樣過後採樣瓶滅菌作業。正式採樣時間設定為 12 分鐘(採樣時間設定為 12 分

    鐘,主要原因是在於前測中設定 10、15 與 20 分鐘進行採樣,希望在低稀釋倍

    率下,培養出的菌落數在可接受範圍內,由前測結果發現在 10-15 分鐘內之採

    樣時間下,結果是較佳的,因此選擇介於兩者間的 12 分鐘作為採樣時間)。每

    次採樣均為三重複實驗,作為準確度之確認。

    AGI-30 (SKC All-Glass Impinger, SKC Inc., USA)採樣後將衝擊瓶內的

    收集液進行系列稀釋,分別以兩類培養基針對細菌與真菌微生物進行培養,本

    研究中採用之二種培養基為 Malt Extract Agar (MEA)及 Trypticase Soy Agar

    (TSA)。其中 MEA 為美國工業衛生師協會(American Conference of

    Government Industrial Hygienists, ACGIH)推薦使用的廣效性培養基,可提供大

    部份的真菌生長,而 TSA 則用以收集培養空氣中之細菌。

    針對採集培養細菌使用之 Trypticase Soy Agar(TSA)及真菌使用之 Malt

    Extract Agar (MEA)之配置方法,將按照兩種培養基之標準配方秤取所需之

    培養基成分加上適量之去離子水均勻混合後,放入加壓滅菌釜以 121 C 高溫進

    行滅菌 20 分鐘。滅完菌後,待培養基冷卻之 55-60 C,分裝至 27 ml 的培養

    基至培養皿(90 × 15 mm)中,待其凝固後儲存於 4 oC 冰箱中備用。每一批次

    配製完成之培養基均以 1/10 比例進行抽樣,將其於 30 C 下溫度下培養 48 ± 2

    小時 (TSA)以及於 25 ± 1 oC 培養箱內培養 4 ± 1 天 (MEA),觀察是否

    有微生物生長。以作為培養基之品管檢驗。確保培養基之可用性。若培養時間

    經過後並無菌落生長,該批培養基用於後續採樣中。

    TSA 細菌培養基必須於 30 ± 1 C 培養 48 ± 2 小時後計數菌落數,而

  • 26

    MEA 真菌之培養則必須於 25 ± 1 C 培養箱內培養 4 ± 1 天後計數。整體微生

    物菌落數依採樣流量及採樣時間等參數,依照下列公式回推為空氣中濃度推估

    穀類及釀造食品加工作業環境中生物氣膠之濃度。

    )/(10(min)min)/(5.12)()()()/( 33

    3

    LmTLmlmlCFUmCFU

    抹碟抽出體積

    採樣器液體體積稀釋倍率菌落數生物氣膠濃度

    (二)菌種鑑定

    為進一步瞭解實際採集之活性細菌與真菌菌落之品種,參考過去文獻 [52-

    54],先進行真菌與細菌生物氣膠之採樣,採樣後進行純化,再以分子生物鑑定

    方式進行菌種鑑定,因此本研究在實際細菌與真菌採樣培養後,細菌部分初步

    先經分離純化後將型態相同者進行分類,然再以革蘭氏染色法分類,最後進行

    分子生物菌種鑑定。真菌則是初步先將型態相同者進行分離純化及分類,再轉

    殖純化後進行分子生物菌種鑑定,菌種鑑定中,細菌是利用抽取 DNA 進行 16S

    rDNA 比對鑑定,另真菌則是以抽取 DNA 進行 18S rDNA 比對鑑定。

    相關萃取 DNA 以 Qiagen DNeasy Plant Kit 進行其步驟如下:

    1. 刮取分離後單一菌落置入內含 400μl AP1Buffer 之微離心管中,以 vortex 進

    行震盪懸浮

    2. 加入 4 μl RNase A

    3. 加熱 65 度 15 分鐘,約 8 分鐘再震動ㄧ次

    4. 加入 130 AP2,輕輕混合均勻,並放置於冰上 5 分鐘

    5. 離心 14,000 rpm、室溫、五分鐘

    6. 取出上清液,加入紫色管柱,離心 14,000 rpm 1 分鐘

    7. 取出下層的液體置於新的微離心管中

    8. 加入 1.5 倍體積 AP3 並混合均勻,並入白色管柱內離心 14,000 rpm 1 分鐘

    9. 倒掉下層液體,再離心 1 分鐘

    10. 加入 AW Buffer,離心 14,000 rpm、1 分鐘(重複 2 次)

    11. 倒掉下層液體,再離心 1 分鐘

    12. 將白色管柱放入新的微離心管,加水 35 μl(40℃溫水)靜置 10 分鐘

    13. 離心 14,000 rpm 1 分鐘 (參考 Qiagen DNeasy Plant Kit)

  • 27

    PCR 實驗流程如下:

    1. 依序將 PCR buffe(3 L, pH 約 8.4)、dNTP(0.3 L, 0.2 mM)、Mg2+(6

    L, 1.5 mM)、Primers pair(1 L, 0.4 μM)、ddH2O(18 L)、Taq(0.3

    L)、Template(0.4 L, 100ng )加入。

    2. 在進行 PCR 之前,抽取處理好的 DNA,先加熱至 94℃,反應時間為 5 分

    鐘,將雙股螺旋 DNA 完全打開。

    3. 然後進入循環時先使 DNA 變性 (denaturation),則每個循環要再以 94

    ℃,以 30 秒時間加熱使雙股 DNA 變成單股。

    4. 以 55℃使 DNA 與引子鏈合 (annealing),使引子鏈合的時間為 30

    秒。

    5. 再來進入引子廷伸作用時間亦即耐熱 DNA 聚合脢 ( Taq DNA

    polymerase) 作用稱為增幅,為 72℃,時間為 2 分 20 秒,循環總數 (不

    包含起初的加熱及最末的廷長時間) 為 40 循環。

    6. 最末的增幅則約 5 分鐘左右,目的為了要填補最後幾次循環的產物。

    7. 最後 4℃保存。

    整體 PCR 接續分析流程:

    1. 進行電泳

    2. 電泳後進入資料庫分析

    3. 菌種鑑定結果

    第三節 作業環境粉塵、內毒素與真菌毒素採樣分析

    一、粉塵採樣

    在 本 計 畫 中 , 主 要 利 用 個 人 採 樣 器 搭 配 總 粉 塵 ( 方 法 編 號

    CLA4001CLA4002)與可呼吸性粉塵(方法編號 CLA4001)之採樣匣,由作業

    人員配戴於作業環境中,進以評估在作業時間中作業人員暴露之總粉塵與可呼

    吸性粉塵量。利用個人採樣幫浦 Gilian (GilAir5, Tri-Mode Sampler)搭配 Air

    Sampling Cassette Housing 3-Piece Styrene with Plugs,以流量 4 L/min 進行採

    樣,主要採集總粉塵微粒;另一為利用個人採幫浦配置旋風分粒採樣器(Nylon

    cyclone) 搭配 Air Sampling Cassette Housing 3-Piece Styrene with Plugs,以流量

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    1.7 L/min 進行採樣,主要採集可呼吸性微粒(氣動粒徑 4 μm,或 PM4.0)。採

    樣濾紙使用直徑 25 mm,孔徑 0.4 µm 之聚碳酸酯濾紙(polycarbonate membrane

    filter, SKC Inc.)。

    濾紙採樣前先置於溫度 22.5℃相對濕度 40%之恆溫恆濕乾燥箱中,調理

    25 小時以上,於採樣前