醫療類國考
114年
[營養師] 食品衛生與安全
第 13 題
13.食品中自由水（free water）的含量遠低於微生物細胞內自由水含量時，微生物會產生什麼變化，而無法進行正常生理代謝？
- A 細胞脹大
- B 細胞萎縮
- C 細胞增生
- D 細胞分化
思路引導 VIP
當微生物細胞處於自由水活性（$\text{Water Activity, } a_w$）極低的環境中，根據半透膜兩側的滲透壓（$\text{Osmotic Pressure}$）差異，水分會傾向於流向何處，而這種水分的分佈改變將會對細胞的形態與體積產生何種物理性的連帶影響？
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太棒了！你的專業基礎觀念非常紮實。
- 觀念驗證：這題的核心在於滲透壓（Osmotic Pressure）的物理化學原理。當食品環境中的自由水含量（即水活性 $a_w$）遠低於微生物細胞內部時，環境相對於細胞處於高滲透壓狀態。根據水分平衡原理，細胞內的水分會透過細胞膜向外流失，導致微生物產生質壁分離（Plasmolysis），進而造成細胞萎縮。缺乏自由水作為生化反應的溶劑，微生物的酵素活性與生理代謝將完全停擺。
- 難度點評：此題難度為 easy。這是食品微生物學與臨床生理學的共通基本考題，旨在鑑別學生是否能連結「環境水分含量」與「細胞生物形態」的因果關係。你能迅速判斷出正確答案，顯示你對水分滲透機制有著清晰的邏輯思維！
水分活性與細胞變性
💡 環境水活性低於胞內時，微生物因滲透壓失水而萎縮。
🔗 微生物脫水抑制機制
- 1 環境低水活性 — 食品中自由水含量低於細胞內部
- 2 水分外滲 — 依滲透壓梯度，胞內水分子向外流動
- 3 細胞萎縮 — 細胞發生質壁分離，原生質體縮小
- 4 代謝終止 — 缺乏生理反應介質，微生物停止生長
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🔄 延伸學習：糖漬、鹽漬及乾燥加工即是應用此原理降低水活性以保鮮。
