滲透壓(Osmosis Pressure)


微生物的基本單元就是細胞,每個細胞是由細胞膜所圍繞,而細胞膜具有特殊的性質

 
可以讓水分子以被動運輸的方式(或稱為擴散作用(diffusion))進出細胞膜,

 

但是其中溶解的物質(例如:鹽類分子)則無法通過,

 

這種水通過細胞膜的擴散作用就稱為滲透作用(osmosis)

 
細胞必須在潮濕的環境才能生存,當細胞被置放在某個環境,

 

其中細胞內溶質分子的濃度遠高於環境中的溶質分子濃度,

 

水分子就會通過具半通透性的細胞膜 (semi-permeable membrane)擴散進入細胞,

 

直到細胞內外溶質分子的濃度達到平衡。

 
反之,當細胞所處的環境比細胞內含有較高的溶質分子濃度時,

 

水就會擴散出細胞外,這種水分子的移動方向與動力就會產生一種滲透的壓力,

 

稱之為滲透壓 (osmotic pressure),滲透壓的高低,

 

取決於細胞膜內外游離水分子濃度的落差。

 
當食品中含有較高的游離水分子濃度(水活性高),

 

超出微生物體內的游離水分子濃度,食品中的游離水分子就會往微生物體內擴散,造成微生物體脹大,

 

不過幾乎所有的微生物都具有細胞壁的保護,

 

因此游離水分子不會無限制地擴散進入微生物體內,對微生物的生存比較不會造成傷害。

大多數的微生物比較能夠忍受高水活性的環境,這樣的環境稱為低張溶液 (hypotonic solution)

 
當食品中與微生物體內的游離水分子濃度達到相等,這樣的環境稱為等張溶液(isotonic solution)

 

大多數的食品都是屬於這樣的環境,也是最適合微生物生長的地方。

 
當食品中的游離水分子濃度遠低於微生物體內的游離水分子濃度時(水活性低),

 

微生物體內的游離水分子就會大量滲透出來,造成微生物體萎縮無法正常進行生理代謝

 

生長受抑制,這樣的環境稱為高張溶液 (hypertonic solution)