17년 3회차

콰시오커(kwashiorkor)는 단백질 섭취 부족으로 발생하는 영양결핍증이며, 쥐벼룩에 의해 감염되는 질병이 아니다.

• Weil씨병은 쥐의 오줌에 섞인 렙토스피라균에 의해 감염된다는 설명이 맞다.
• 서교증은 쥐에게 물려 감염되는 질병이라는 설명이 맞다.
• 유행성출혈열은 쥐의 분변·타액 등을 매개로 감염된다는 설명이 맞다.

항생물질의 잔류로 인한 문제점은 장기간 저용량 노출에 따른 만성 영향이 중심이다. 급성중독으로 인한 식중독은 단회 또는 고용량 노출에서 발생하는 급성 독성 현상으로, 일반적인 식품 중 항생물질 잔류 수준에서는 급성 중독 기준 용량에 미치지 않아 발생 가능성이 매우 낮다.

• 알레르기 증상: 항생제 성분에 대한 과민반응으로 나타날 수 있다.
• 항생제 내성균: 저용량 항생제 지속 노출로 내성 선택압이 증가하여 출현한다.
• 감염증의 변모: 체내 상재균총 변화로 감염 양상이 달라질 수 있다.

소분판매 제품의 제조연월일은 소분한 날짜가 아니라 최초로 제조·가공한 제조업소의 제조연월일을 표시해야 하므로, 소분가공한 날을 제조연월일로 본다는 설명은 옳지 않다.

유통기한, 품질유지기한, 제조연월일(포장을 제외한 제조·가공이 끝난 시점)에 대한 나머지 설명은 옳으며, 이는 출제 당시 식품 등의 표시기준에 따른 것이다.

안식향산(벤조산, C₇H₆O₂)의 분자식을 묻는 문항이다. 분자식 설명이 틀린 이유는 분자식이 C₈H₆O₂가 아니라 C₇H₆O₂이기 때문이다.

안식향산은 벤젠 고리에 카복실기(-COOH)가 붙은 구조로, 탄소 7개, 수소 6개, 산소 2개로 이루어져 있다.

• 벤조산이라고 불리는 식품 보존료: 올바르다(벤조산은 식품 보존료로 널리 사용됨).
• pH 4.5 이하의 항균효과: 올바르다(약산성(pH 4.5 이하) 조건에서 항균효과가 강함).
• 간장의 사용 기준: 올바르다(간장의 사용 기준이 0.6 g/kg 이하로 규정되어 있음).

미강유 탈취공정에서 열매개체로 사용되던 물질이 기름에 혼입되어 중독을 일으킨 사건은 PCB(폴리염화비페닐) 중독이다.

이타이이타이병은 카드뮴, 미나마타병은 유기수은, 황변미 중독은 곰팡이독소에 의한 것으로 미강유 탈취공정과는 원인이 다르다.

합성착색료는 화학적으로 합성하여 만든 색소를 의미한다. 식용색소녹색 제3호는 타르색소 계열의 대표적 합성착색료이고, 카르민은 천연 색소(연지충에서 추출)이지만 식품용으로 허가된 색소이며, 삼이산화철은 무기 안료로서 착색료에 해당한다. 반면 소르빈산은 색을 내지 않는 방부료로 식품 보존료의 기능을 하므로 착색료가 아니다.

건강기능식품의 원료로 사용할 수 있는 것은 농축인삼류이다.

황백, 담즙·담낭, 사람의 태반은 안전성이 확보되지 않았거나 사용이 금지된 원료로 건강기능식품 제조에 사용할 수 없다.

식품첨가물로 고시되기 위해서는 화학명과 제조방법이 명확하고, 식품에 사용 시 충분한 효과가 있으며, 통상적인 사용방법으로 인체에 대한 안전성이 확보되어야 한다는 점이 검토된다.

생리활성 기능이 확실해야 한다는 것은 건강기능식품 원료 인정에서 따지는 항목으로, 식품첨가물 지정을 위한 검토사항과는 거리가 있다.

COD는 화학적 산소요구량으로 산화제를 이용해 단시간에 측정할 수 있어 식품공장 폐수 등의 오염도 측정에 쓰인다.

다만 BOD는 미생물이 분해 가능한 유기물만을 반영하는 반면 COD는 미생물이 분해하기 어려운 난분해성 유기물까지 산화시켜 측정하므로, BOD가 낮다고 해서 COD도 항상 낮은 것은 아니다.

식품의 초기부패 단계에서는 1g당 세균수가 대략 $10^{7} \sim 10^{8}$ 수준에 이르는 것이 일반적인 판정 기준으로 제시된다.

광절열두조충은 제1중간숙주가 물벼룩, 제2중간숙주가 연어·송어 같은 담수어·회유어이며, 이를 날로 먹으면 감염된다. 무구조충은 소고기, 스파르가눔증은 뱀·개구리, 선모충은 돼지고기를 날것으로 먹어 감염된다.

캠필로박터(Campylobacter)는 산소 농도가 낮은 환경에서 잘 자라는 미호기성균으로, 닭고기 등 식육을 통해 감염되는 대표적인 식중독균이다.

살모넬라, 병원성 대장균, 리스테리아는 미호기성이 아니라 통성혐기성으로 분류되는 균들이다.

바이오제닉 아민은 식품 중 아미노산이 탈탄산(decarboxylation) 반응을 거쳐 생성되는 것이며, 아르기닌 등에서 생성된 우레아가 에탄올과 반응하여 만들어진다는 설명은 옳지 않다(이 반응으로 생성되는 것은 에틸카바메이트이다).

미생물·식물·동물의 대사과정에서 생성되어 치즈·육제품·포도주·침채류 등 발효식품에서 흔히 발견되며, 고단백질 식품에서 젖산균 등에 의해 생성되기 쉽고, 성인에서는 주로 아민산화효소(amine oxidase)에 의해 분해된다는 나머지 설명은 옳다.

노로바이러스는 열에 비교적 강하지만 85℃에서 1분 이상 가열하면 불활성화된다. 따라서 100℃에서 10분간 가열해도 불활성화되지 않는다는 설명은 틀렸다. 물리·화학적으로 안정한 구조여서 환경에 오래 남고, 환자의 구토물·대변으로 배출되며, 증상이 없는 감염자도 바이러스를 배출한다.

염미가 있어 식염 대용으로 쓰이면서 주된 용도가 산도조절제·팽창제인 식품첨가물은 DL-사과산나트륨이다.

L-글루타민산나트륨은 감칠맛을 내는 향미증진제(조미료), L-라이신은 영양강화제로 쓰이고, D-주석산나트륨은 산도조절제이기는 하나 식염 대용으로 쓸 만한 염미를 특징으로 하지 않는다.

생식·번식이 가능한 살아있는 유전자변형생물체를 의미하는 용어는 LMO(Living Modified Organism)이다.

GMO는 유전자변형 산물 전반을 포괄적으로 지칭하는 용어로, 생존·증식 여부를 구분하지 않는다는 점에서 LMO와 구별된다.

여시니아 엔테로콜리티카균은 저온(냉장 온도)에서도 증식 가능한 psychrotrophic 세균이므로 냉장보관만으로는 예방이 불충분하다. 1번 그람음성 단간균, 3번 혐기성 환경(진공포장)에서도 증식 가능, 4번 설치류(쥐) 보유 및 매개는 모두 정확한 설명이다. 따라서 냉장보관이 예방 수단이 될 수 없다는 점이 틀린 설명이다.

바퀴벌레는 여러 개체가 무리를 지어 서식하는 집단(군거)생활성 곤충으로, 독립생활을 하는 곤충이 아니다.

야간에 주로 활동하고 사람이 사는 건물 안에서 서식하는 가주성을 가지며, 사람의 음식물을 포함한 여러 유기물을 먹는 잡식성이라는 점은 바퀴벌레의 생태적 특징으로 맞는 설명이다.

식품의 초기부패 식별에는 히스타민 함량, 생균수, 휘발성 염기질소(VBN) 측정이 널리 이용되며, 이는 단백질 분해나 미생물 증식과 직접 관련된 지표이다.

환원당 정량은 당의 함량 변화를 보는 지표로 단백질성 식품의 초기부패 판정법으로는 일반적으로 사용되지 않는다.

방사능 오염 물질이 농작물에 축적되는 정도는 토양의 성질(무기질 조성, pH 등)에 따라 달라지므로, 지역별 생육 토양의 성질에 영향을 받지 않는다는 설명은 옳지 않다.

핵분열 생성물이 농작물에 직·간접적으로 이행될 수 있고, 반감기가 길고 생성률이 큰 $^{90}\mathrm{Sr}$과 $^{137}\mathrm{Cs}$이 문제가 되며, $^{131}\mathrm{I}$는 반감기는 짧지만 생성량이 많아 문제가 된다는 나머지 설명은 옳다.

구리 이온은 폴리페놀 산화효소의 보조인자로 작용해 오히려 효소적 갈변을 촉진할 수 있으므로, 황산구리 첨가는 갈변 억제 방법이 아니다.

• ascorbic acid(비타민C)는 환원제로 작용해 갈변 중간생성물을 환원시켜 억제한다.
• 염화나트륨은 염소 이온이 효소 활성을 저해하여 갈변을 억제한다.
• 이산화황은 폴리페놀 산화효소를 강하게 저해하는 대표적인 갈변 억제제이다.

단백질의 조성 원소는 탄소(C) 약 50%, 산소(O) 약 23%, 질소(N) 약 16%, 수소(H) 약 7%, 황(S) 약 2~3% 정도로, 평균적으로 50% 전후의 탄소를 함유하므로 "10% 정도"라는 표현은 크게 과소평가된 것으로 틀렸다.

• 고분자 함질소 유기화합물: 단백질은 아미노산의 중합체로 이루어진 고분자 함질소 유기화합물이므로 옳다.
• 가수분해: 가수분해하면 각종 아미노산으로 분해되므로 옳다.
• 영양 유지: 생물의 구조 유지와 효소·항체 등으로 기능하여 영양학적으로 매우 중요하므로 옳다.

유리지방산 함량이 식용유지의 신선도와 산패 정도를 나타내는 가장 중요한 품질 지표이다.

유지가 가수분해되면 유리지방산이 생성되며 이는 산가(acid value)로 측정되어 값이 높을수록 품질이 낮음을 의미한다.

• glyceride의 양은 유지의 기본 구성성분량일 뿐 품질 저하 여부를 반영하지 않는다.
• lipase 함량은 유지 자체가 아닌 가수분해를 일으키는 효소의 존재량으로 품질 판정 지표로 쓰이지 않는다.
• 색소는 관능적 요소일 뿐 산패나 변질의 직접적 지표가 아니다.

변성된 단백질은 polypeptide 사슬이 풀어지면서 오히려 효소작용을 받기 쉬워진다는 것이 옳은 설명이며, 반대로 받기 어려워진다는 서술은 틀렸다.

변성은 3차·4차 구조가 풀리면서 펩타이드 결합 부위가 노출되어 단백질분해효소가 더 쉽게 접근할 수 있게 만든다.

• 생물학적 특성 상실로 항원-항체 결합능이 없어진다는 설명은 변성 단백질의 일반적 특징으로 옳다.
• 구조가 풀리면서 점도와 확산계수가 커진다는 설명도 변성 단백질의 특징으로 옳다.
• 내부 소수성 잔기가 표면에 노출된다는 설명도 변성의 대표적 특징으로 옳다.

회분(ash)의 수용액에 NaOH를 가하여 중화한다는 것은 회분에 산성 성분이 존재함을 의미한다. 즉, 산도(acidity)를 측정하는 실험이다.

산도 계산식은
$\text{산도} = \frac{\text{NaOH 농도(N)} \times \text{NaOH 부피(mL)} \times 1000}{\text{시료량(g)}}$이다.
주어진 값을 대입하면
$\text{산도} = \frac{0.1 \times 10 \times 1000}{1.0} = 1000$인데, 이는 mg KOH/100g 식품 기준이다.
따라서 $\text{산도} = \frac{1000}{10} = 100 \text{ mg KOH/g}$ 또는 산도 100(식품 1g당 mg KOH 기준)으로 표현된다.

Polyphenol oxidase(PPO)와 tyrosinase는 모두 구리(Cu)를 함유한 효소로, 이들은 페놀류를 산화시켜 식품의 갈색화(browning) 반응을 촉진하는 핵심 효소다. 이 두 효소 모두 활성부위에 구리 이온(Cu²⁺ 또는 Cu⁺)을 포함하고 있으며, 이것이 산화 반응의 촉매 작용을 담당한다. 따라서 정답은 3번(Cu)이다.

마늘의 매운맛 성분은 알리신(allicine)으로, 식품과 매운맛 성분의 연결 중 옳은 조합이다.

• 고추의 매운맛 성분은 피페린이 아니라 캡사이신(capsaicin)이다.
• 겨자의 매운맛 성분은 캡사이신이 아니라 시니그린 분해산물인 알릴이소티오시아네이트이다.
• 후추의 매운맛 성분은 진저롤이 아니라 피페린(piperine)이며, 진저롤은 생강의 매운맛 성분이다.

물, 청량음료와 같이 점도가 낮고 조성이 균일한 묽은 용액은 뉴턴(Newton) 유체의 특성을 나타낸다.

뉴턴 유체는 전단속도에 관계없이 점도가 일정하여 전단응력이 전단속도에 정비례하는 유체이다.

• 딜레탄트 유체는 전단속도가 증가할수록 점도가 커지는 비뉴턴 유체로 고농도 전분 현탁액 등이 해당한다.
• 의사가소성 유체는 전단속도가 증가할수록 점도가 낮아지는 비뉴턴 유체로 케첩 등이 해당한다.
• 빙함소성 유체는 일정 항복응력 이상에서만 흐르기 시작하는 비뉴턴 유체로 마요네즈 등이 해당한다.

호화전분의 노화는 냉장 온도(0~5℃ 부근)에서 오히려 가장 빠르게 촉진되므로 냉장고 보관은 노화 억제 방법이 아니다.

노화는 전분 분자가 재배열되며 결정구조를 형성하는 현상으로, 이 온도대에서 재결정화가 활발하다.

• 수분함량을 15% 이하로 낮추면 분자 이동이 제한되어 노화가 억제된다.
• 유화제 첨가는 아밀로오스와 복합체를 형성해 재결정을 방해하므로 노화를 억제한다.
• 설탕 첨가는 물을 붙잡아 수분활성도를 낮추므로 노화를 억제한다.

일반적으로 단백질의 평균 질소함유량은 약 16%로 알려져 있다.

이 값으로부터 조단백질 정량 시 사용하는 질소계수 $100/16 \approx 6.25$가 유도된다.

아미노산이 탈카르복시(탈탄산) 반응을 거치면 카르복실기(-COOH)가 CO₂로 이탈하면서 아민(amine)이 생성된다.

예를 들어 히스티딘이 탈탄산되면 히스타민이, 라이신이 탈탄산되면 카다베린이 생성되는 것이 대표적이다.

• 지방산과 지방은 지질 대사 산물이지 아미노산 탈탄산 반응의 산물이 아니다.
• 탄수화물 역시 아미노산 대사와는 별개의 물질군이다.

목화씨(면실)에 존재하는 고시폴(gossypol)은 강력한 항산화력을 가지지만 독성이 있어 식용유지에는 정제 과정에서 제거해야 하는 성분이다.

• 커쿠민은 강황의 황색 색소성분으로 면실과 무관하다.
• 구아이아콜은 훈연취를 내는 페놀성 화합물로 면실 성분이 아니다.
• 레시틴은 인지질계 유화제로 독성이 문제되는 성분이 아니다.

전분의 호화는 물리적 현상으로, 열과 물의 작용에 의해 전분립이 팽윤·붕괴되는 과정이며 아밀라아제 함량은 호화 자체에 직접 관여하지 않는다.

아밀라아제는 호화된 전분을 분해하는 효소로, 호화 이후 단계에 작용할 뿐 호화 진행 여부를 좌우하지 않는다.

• 아밀로오스 함량은 호화 온도와 점도 특성에 직접 영향을 준다.
• 수분함량은 팽윤에 필요한 물의 양을 결정하므로 호화에 직접 영향을 준다.
• pH는 전분 분자 간 수소결합과 팽윤 정도에 영향을 주어 호화에 관여한다.

케톤기를 가지는 6탄당(keto hexose)은 fructose(과당)이다.

galactose, glucose, mannose는 모두 알데하이드기를 가지는 알도헥소스(aldohexose)로 분류된다.

포도껍질의 색소는 안토시아닌이고 이 색소는 pH에 따라 색이 바뀌므로 (ㄱ)에서는 적색, (ㄴ)에서는 청색이 나타난다.

(ㄱ)에 쓴 1% 염산 메탄올 용액은 강한 산성이어서 안토시아닌이 플라빌리움 양이온 형태로 존재해 적색을 띤다. 안토시아닌 추출에 산성 용매를 쓰는 이유도 이 형태가 가장 안정하기 때문이다.

(ㄴ)처럼 0.5N 수산화나트륨을 넣어 pH를 7~8까지 올리면 색소가 퀴노이드 염기 형태로 바뀌면서 청색(청자색)으로 변한다. 즉 산성에서 적색, 중성~약알칼리에서 청색이므로 두 비커의 색이 같게 나오는 조합은 성립하지 않고, 청색 다음 적색이 되는 순서도 조건과 반대다.

글라이신(glycine)은 곁사슬(R기)이 수소(H) 하나뿐이어서 부제탄소(비대칭 탄소)를 가지지 않아 광학이성체(L형·D형)가 존재하지 않는다.

발린, 아이소루신, 트레오닌은 모두 곁사슬이 서로 다른 치환기로 구성되어 부제탄소를 가지므로 광학이성체가 존재한다.

중성지방(트리글리세리드)은 고급지방산과 글리세롤(glycerol)의 에스터(ester)로 정의된다.

• glycol은 2가 알코올로 3가 알코올인 글리세롤과 다른 물질이다.
• 고급지방산과 고급 alcohol의 에스터는 중성지방이 아니라 왁스(납)에 해당한다.
• 저급지방산과 1급 alcohol의 에스터는 향기성분으로 쓰이는 단순 에스터로 중성지방의 정의와 무관하다.

버터는 물이 분산질(내상), 유지가 분산매(외상)인 유중수적형(W/O) 에멀전으로, 분산질-분산매를 순서대로 나타내면 액체(물)-고체(유지)가 된다.

상온에서 버터의 연속상을 이루는 유지는 반고체 상태를 나타내므로 고체로 분류된다.

황화알릴(allyl sulfide) 계열의 냄새를 내는 대표적 식품은 파이며, 마늘·양파 등 백합과 채소에 공통적으로 나타나는 향기 성분이다.

• 사과, 바나나의 향기 성분은 에스터류로 황화알릴과 무관하다.
• 육계(계피)의 향기 성분은 신남알데하이드이다.
• 부패 계란의 냄새는 황화수소(H₂S)에 의한 것으로 황화알릴과는 다른 화합물이다.

서양고추냉이, 겨자, 양배추, 무 등 십자화과 채소를 분쇄할 때 세포가 파괴되면서 myrosinase 효소가 글루코시놀레이트(glucosinolate)를 가수분해하여 isothiocyanate를 생성하며, 이 화합물이 코와 입에 강한 자극과 톡 쏘는 맛을 유발한다.

• methyl mercaptan: 썩은 양파 냄새의 주요 성분이다.
• limonene: 오렌지·레몬 향료의 주요 성분이다.
• diallyl sulfide: 마늘 냄새의 주요 성분이다.

이들은 모두 십자화과 채소의 특징적인 자극향과 무관하다.

유지 채취 방법으로는 압착법, 추출법, 용출(융출)법이 사용되며 증발법은 유지 채취 방법에 해당하지 않는다.

증발법은 용매나 수분을 제거해 농축하는 조작으로, 유지 원료에서 기름 성분을 분리해 내는 채취 공정과는 원리가 다르다.

경도가 높은 곡물을 도정할 때는 금강사 등 연마재로 곡립 표면을 깎아내는 연삭(절삭)작용이 가장 효과적이다.

• 마찰작용은 곡립끼리 또는 곡립과 도정기 벽면이 비벼지며 겨층을 벗기는 방식으로, 경도가 낮은 곡물에 적합하고 도정 정도가 완만하다.
• 찰리작용은 곡립 표면을 긁어 상처를 내며 겨층을 벗겨내는 보조적 작용이다.
• 충격작용은 타격으로 껍질을 벗기거나 부수는 작용으로 단독으로는 경질 곡물 도정에 부적합하다.

알코올 발효유는 유산균과 효모가 함께 작용하여 유당을 분해하면서 동시에 알코올을 생성하는 발효유다. Kumiss는 말젖을 주재료로 유산균과 효모가 함께 발효시켜 알코올 0.5~1.5% 정도를 함유하는 중앙아시아 전통 발효유로, 알코올 발효유의 대표 사례다. Yoghurt, Acidophilus milk, Calpis는 모두 유산균만 작용하는 순수 유산균 발효유로 알코올이 거의 생성되지 않는다.

북어는 명태의 내장을 빼고 바싹 말린 것이다. 겨울 동안 얼었다 녹기를 되풀이하며 천천히 자연 건조되는 것은 황태이다. 코다리는 반쯤 말린 명태, 노가리는 명태 새끼이다.

플라스틱 포장재료 중 폴리에틸렌(PE)은 열접착성(heat sealability)이 우수하고 방습성이 커서 식품 포장 필름으로 널리 사용된다.

• 폴리에스테르는 인장강도와 내열성은 우수하나 열접착성이 낮아 단독으로는 실링재로 잘 쓰이지 않는다.
• 폴리프로필렌은 방습성은 좋으나 저온 열접착성이 폴리에틸렌보다 떨어진다.
• PVC는 방습성과 열접착성이 폴리에틸렌에 비해 상대적으로 낮다.

한천이나 명태(황태)의 건조에는 낮과 밤의 기온차를 이용해 얼리고 녹이기를 반복하는 자연동건(natural cold drying)이 적합하다.

동결과 융해가 반복되는 과정에서 조직 내 수분이 서서히 빠져나가며 특유의 다공질 조직이 형성된다.

두류 가공에서 코오지(koji)를 만드는 가장 중요한 목적은 단백질 및 탄수화물 분해 효소를 생성시키는 데 있다.

코오지균이 분비하는 프로테아제와 아밀라아제가 이후 발효 과정에서 원료 성분을 분해해 정미성분과 풍미를 만들어낸다.

0.009는 0.1N NaOH 용액 1mL에 해당하는 젖산의 g수, 즉 적정에 쓰인 알칼리를 젖산량으로 바꾸는 환산계수다.

젖산은 분자량 90인 1가 산이므로 1N 용액 1mL에 대응하는 양이 $90 \div 1000 = 0.09\ \mathrm{g}$이고, 0.1N이면 $0.09 \times 0.1 = 0.009\ \mathrm{g}$이 된다.

따라서 분자의 $a \times 0.009 \times f$는 소비된 알칼리를 젖산 g수로 환산한 값이고, 이를 검체 10mL에 비중을 곱한 시료 질량으로 나눈 뒤 100을 곱해 젖산 백분율을 얻는다.

식에서 농도계수(역가)는 이미 기호 f가 맡고 있고, 0.009는 우유 1mL 속 젖산량이나 전 알칼리양처럼 시료가 실제로 가진 값이 아니라 적정량을 젖산으로 바꾸는 상수라는 점이 구별 포인트다.

식품의 가공·저장 시 호흡률은 과일 1kg에서 1시간 동안 방출되는 CO₂ gas의 mg수로 정의된다.

호흡률이 높을수록 대사활동이 활발하여 품질 저하와 노화가 빨리 진행되므로 저장성 판단의 지표로 사용된다.

D값(decimal reduction time)은 일정 온도에서 미생물 개수를 초기값의 1/10(90%)으로 감소시키는 데 필요한 시간이다. 문제에서 99.999% 사멸은 초기농도의 0.001%(=0.00001배)가 생존한다는 뜻으로, 이는 5 log 감소(10^-5)를 의미한다. 1분에 5 log 감소가 일어났으므로, 1 log 감소(즉, D값)에 소요되는 시간은 1분 ÷ 5 = 0.2분이다.

M.G(May-Grunwald) 염색에서 겨층(과피·종피)은 청색, 배아는 황록색, 배유는 적자색으로 염색된다. 따라서 청색이 나타난다는 것은 겨층이 거의 그대로 남아 있다는 뜻이므로, 도정이 가장 덜 된 1분도미에 해당한다.

식물성 유지가 동물성 유지보다 산패가 덜 일어나는 것은 토코페롤 등 천연항산화제를 함유하고 있기 때문이다.

천연항산화제는 유지의 자동산화를 개시하는 라디칼을 제거하여 산패 진행을 지연시킨다.

훈연의 목적 및 효과로 옳지 않은 것은 수분증발로 육질이 질겨진다는 설명이다. 훈연의 본래 목적은 저장성 증대, 산화 방지, 풍미 개선에 있으며 육질을 질기게 만드는 것은 의도된 효과가 아니다.

• 훈연 성분의 방부작용으로 저장성을 높이는 것이 훈연의 목적 중 하나이다.
• 훈연 성분의 항산화작용으로 지방 산화를 방지하는 것도 훈연의 목적이다.
• 훈연취 부여로 풍미를 개선하는 것 역시 훈연의 대표적 목적이다.

과실이 익어가며 조직이 연해지는 주된 이유는 세포벽을 구성하는 펙틴(pectin)질이 분해되기 때문이다.

펙틴분해효소(polygalacturonase 등)의 작용으로 세포 간 결합력이 약해지면서 조직감이 물러진다.

육제품의 광산화에 의한 변색을 방지하는 데 가장 효과적인 포장 필름 색상은 적색이다.

적색 필름은 육색소의 광산화를 일으키는 청색·자외선 영역의 빛을 효과적으로 차단하여 변색을 억제한다.

시럽(주입당액)의 농도를 구하는 문제로, 최종 제품의 당도 균형식을 세워야 한다. 복숭아의 당분 8.0% + 시럽의 당분(구하는 값) = 최종 제품 당도 19.5%이므로, 고형량과 시럽량의 가중평균으로 계산한다.
복숭아 고형량 270g의 당분: 270 × 0.08 = 21.6g / 시럽량: 430 - 270 = 160g / 최종 제품의 총 당분: 430 × 0.195 = 83.85g
시럽에서 공급해야 할 당분: 83.85 - 21.6 = 62.25g
시럽의 농도: (62.25 ÷ 160) × 100 = 38.9% ≈ 40%

스펀지법(sponge method)은 밀가루와 물, 효모를 먼저 혼합하여 일정 시간 발효시킨 후 나머지 재료를 첨가하는 방식이다. 스트레이트법(straight method)과 비교할 때 글루텐 네트워크가 충분히 발달할 수 있으므로 더 큰 제품을 얻을 수 있다 — 이는 구조적으로 더 강한 반죽 기질을 형성하기 때문이다.

• 단시간 발효로 노력 감소: 오히려 스펀지법의 단점(시간 소요)이다.
• 작업시간 단축: 마찬가지로 스펀지법이 더 오래 걸린다.
• 풍미 우수: 공정상 장점이 아닌 물리화학적 결과이다.

스펀지법의 핵심 공정상 장점은 발효 단계가 분산되어 글루텐 발달이 최적화되어 제품의 부피와 크기가 증대된다는 점이다.

플라스틱 필름 포장에서 기름기나 물기가 있을 때 접착이 곤란한 경우, 고주파(유전가열) 접착법이 주로 사용된다.

고주파 접착법은 극성 분자를 함유한 물질에 고주파 전자기파를 조사하면 분자의 회전으로 발생하는 마찰열을 이용하여 접착하는 방식으로, 수분이나 기름 같은 극성 물질이 있어도 접착력이 감소하지 않는 특성이 있다.

일반적인 열접착법이나 임펄스식 열접착법은 표면의 습기나 기름으로 인해 접착성능이 저하되지만, 고주파법은 이러한 오염 상태에서도 안정적으로 작동하므로 vinylidene chloride(PVDC)계 필름 제조에 적합하다.

콩나물이 성장하면서 섬유소 함량은 감소하는 것이 아니라 오히려 증가하므로 이 설명이 틀렸다.

줄기가 신장하면서 세포벽을 이루는 섬유질 조직이 늘어나는 것이 일반적인 변화이다.

• 비타민 C 함량이 증가하는 것은 콩나물 성장 시 나타나는 옳은 변화이다.
• 가용성 질소화합물이 감소하는 것도 성장에 따른 옳은 변화이다.
• 지방 함량이 감소하는 것도 발아·성장 과정에서 나타나는 옳은 변화이다.

신선란의 난황계수는 대략 0.40~0.44 범위로 알려져 있다.

난황계수는 난황의 높이를 지름으로 나눈 값으로, 저장 기간이 길어질수록 난황막이 약해지며 값이 낮아진다.

Pseudomonas 속 세균의 특징을 검토하면, '저온에서 혐기적으로 저장되는 식품의 부패에 주로 관여한다'는 설명이 틀린 내용이다. Pseudomonas는 호기성 세균이므로 혐기적 환경에서는 생육할 수 없고, 저온 저장 식품의 부패는 주로 Listeria, Clostridium 등의 저온 혐기성 세균이 관여한다.

• 열저항성이 없어 가열에 취약하다: Pseudomonas가 일반적으로 열에 약한 특성을 보이므로 올바른 특징이다.
• 탄화수소·방향족 화합물 분해능: Pseudomonas의 대표적 대사 능력이다.
• 형광색소(pyoverdine 등) 생성: 특정 Pseudomonas 종의 특징이다.

세포벽의 주성분은 무기염류가 아니라 펩티도글리칸·다당류 등 유기성분이므로, 세포벽의 주성분이라는 설명은 무기염류의 역할과 관계가 적다.

무기염류는 세포의 구성성분, 여러 효소반응의 보조인자(보효소), 세포 내 삼투압 조절 등 다양한 대사 기능에 관여한다.

포도당의 Homo 젖산발효는 EMP(Embden-Meyerhof-Parnas) 경로를 거쳐 피루브산을 생성한 뒤 젖산으로 환원되는 대사경로이다.

HMS(hexose monophosphate) 경로는 Hetero 젖산발효에 관여하며, TCA 회로와 Krebs 회로는 같은 것을 가리키는 호기적 산화대사 경로로 젖산발효와는 다른 경로이다.

Saccharomyces cerevisiae는 포도당을 발효하여 에탄올과 이산화탄소를 생성하는 효모로, 맥주·와인·소주 등 알코올 음료 제조의 핵심 미생물이다. 피막 형성은 Candida albicans 같은 병원성 효모의 특징이고, 색소 생산이나 젖산 생산은 다른 미생물의 주요 기능이므로 S. cerevisiae와의 관련성이 낮다.

포도주 효모 Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus는 포도주 발효에 널리 사용되는 유포자 효모이므로, "무포자 효모"라는 설명은 잘못되었다. 1번은 포도주 제조용으로 가장 흔히 사용되는 효모 종이며, 2번은 타원형 세포 형태가 특징이고, 4번의 아황산 내성은 포도주 제조 과정에서 산화 방지 및 잡균 억제를 위해 첨가되는 아황산염에 견디는 능력이 중요하므로 바람직한 특성이다.

클로렐라는 편모가 없는 구형의 단세포 녹조류로, 편모를 통한 능동적 운동을 하지 않는다. 나머지 보기는 모두 정확하다. 클로렐라는 녹조식물 클로렐라과의 담수조류이며, 녹물, 습지 등 담수 환경에 서식하고, 광합성 효율이 높아 대량 배양이 용이하여 단백질 공급원으로 주목받고 있다.

콩 코오지(제국) 중 품온이 50℃ 이상으로 상승하면 내열성 포자를 형성하는 Bacillus 속 세균이 활발히 증식한다.

Bacillus 속은 고온에서도 생존 가능한 포자를 형성하는 호기성 간균으로, 청국장류 발효의 고온 단계를 주도한다.

• Micrococcus 속과 Lactobacillus 속은 중온성이 대부분이어서 이 온도대에서 우점하지 못한다.
• Clostridium 속은 편성혐기성이므로 통기가 이루어지는 제국 조건에서는 우점하기 어렵다.

곤충에 기생하여 자실체를 형성하는 동충하초는 Cordyceps 속 버섯류에 속한다.

Gibberella, Neurospora, Tricholoma 속은 각각 벼 키다리병균, 붉은빵곰팡이, 송이류 등으로 동충하초와는 관련이 없다.

전분분해효소와 단백질분해효소를 강하게 분비하여 청주와 된장 제조에 이용되는 미생물은 Aspergillus 속이다.

Aspergillus 속 곰팡이는 아밀라아제와 프로테아제 생산력이 뛰어나 청주용 코오지, 된장·간장용 코오지 제조에 널리 활용된다.

• 구연산·글루콘산은 Aspergillus 속이 만드는 것은 맞지만 유기산 발효 산물이며, 전분·단백질 분해효소를 이용한 발효식품이 아니다.
• 치즈·항생물질은 Penicillium 속과 관련되나 전분·단백질 분해효소를 강하게 분비하는 코오지균의 사례로 볼 수 없다.
• 청주는 Penicillium 속이 아니라 Aspergillus 속으로 제조하며, 과즙 청징에는 펙티나아제 생산균이 이용된다.

진핵세포의 특징을 묻는 문항으로, 정답은 2번이다. 진핵세포는 DNA가 히스톤 단백질과 결합하여 염색체 형태로 막으로 둘러싸인 핵 안에 존재하며, 원형 DNA는 원핵세포의 특징이다. 1번은 진핵세포의 가장 대표적인 특징(핵막으로 둘러싸인 핵 보유)이고, 3번은 미토콘드리아, 엽록체, 소포체 등 막 구조의 세포 소기관이 발달한 것이 진핵세포의 특징이며, 4번도 일반적으로 진핵세포가 원핵세포보다 10배 이상 큰 것이 맞다.

Clostridium 속은 편성혐기성균으로 catalase 음성인 것이 특징이므로, catalase 양성균이라는 설명은 틀린 서술이다.

catalase 양성 여부는 Bacillus 속(양성)과 Clostridium 속(음성)을 구분하는 대표적 생화학적 기준이다.

• 그람양성 포자형성 간균이라는 설명은 Clostridium 속의 옳은 특징이다.
• 탄수화물을 발효해 유기산과 가스를 생성하는 균종이 많다는 설명도 옳다.
• 토양 속에서 공기 중의 질소를 고정하는 균종(예: Clostridium pasteurianum)이 있다는 설명도 옳다.

Aspergillus oryzae를 코오지균으로 이용하는 주된 이유는 프로테아제와 아밀라아제의 생산력이 강하기 때문이다.

이 두 효소가 원료의 단백질과 전분을 분해해 발효 원료로서의 정미성분과 당분을 만들어낸다. 리파아제나 펙티나아제는 이 균의 주된 이용 목적이 아니다.

효모는 주로 출아법(budding)과 분열법(fission)으로 무성 증식하며, 환경 스트레스 조건에서는 자낭포자(ascospore)를 형성하여 유성 번식을 한다. 반면 분생포자(conidium)는 곰팡이류에서 특징적으로 나타나는 포자 형성 방식으로, 포자경(conidiophore)에서 연쇄적으로 생성되는 포자이며 효모의 증식 방식과는 무관하다. 따라서 효모의 증식과 관계가 먼 것은 분생포자 형성이다.

상면효모의 발효액은 투명한 것이 아니라 혼탁한 것이 특징이므로 이 설명이 틀렸다.

상면효모는 발효 중 세포가 발효액 표면으로 부상하며 응집성이 약해 액이 맑아지지 않는 반면, 하면효모는 발효 후 바닥에 가라앉아 액이 맑아진다.

• 상면효모가 소량의 효모점질물(polysaccharide)을 함유한다는 설명은 옳다.
• 하면효모는 저온에서 서서히 발효하므로 발효작용이 늦다는 설명도 옳다.
• 하면효모 균체가 산막을 형성하지 않는다는 설명도 옳다.

Penicillium vitale은 amylase가 아니라 glucose oxidase를 생산하는 곰팡이로 알려져 있다. amylase는 주로 Aspergillus oryzae 등이 생산한다. A. niger는 pectinase, S. cerevisiae는 invertase, B. subtilis는 protease를 생산하므로 나머지 연결은 옳다.

녹말(전분)을 분해하는 효소는 amylase이다. Amylase는 녹말의 글리코사이드 결합을 끊어 말토오스와 포도당으로 분해하는 탄수화물 분해 효소다. Lipase는 지방 분해, maltase는 말토오스 분해, protease는 단백질 분해 효소이므로 모두 다른 기질을 작용한다.

버터나 치즈 제조에 주로 이용되는 미생물은 젖산균이다.

젖산균이 원료유의 유당을 젖산으로 발효시켜 산도를 낮추고 응고·풍미 형성에 관여함으로써 버터·치즈 특유의 조직과 맛을 만든다.

가로축이 배양시간, 세로축이 Log 균수인 생육곡선에서 (B)는 거의 평탄한 첫 구간 다음에 놓인 두 번째 구간으로, 이 구간에서 곡선이 뚜렷하게 우상향하며 가장 가파른 기울기에 이르므로 대수 증식기로서 균수가 지수적으로 증가하는 시기다.

대수기에는 세대시간이 가장 짧고 일정해 균수가 $N = N_0 \times 2^n$ 꼴로 늘어나며, 세로축이 로그 눈금이라 이 구간이 가파른 직선에 가깝게 그려진다. 세포 크기와 생리 상태가 균일하고 대사가 가장 왕성해 균의 특성 시험에 이 시기의 균을 쓴다.

• 유도기는 (B) 앞쪽의 평탄한 첫 구간으로, 균이 새 환경에 적응하며 효소를 합성하는 동안 균수가 거의 늘지 않으므로 (B)를 유도기라 할 수 없다.
• 세포분열이 지연된 시기는 유도기의 특징이지 대수기의 특징이 아니며, 유도기가 시간에 비례해 증식하거나 세포분열이 왕성하다는 설명도 곡선의 평탄한 모양과 맞지 않는다.

접합포자는 서로 다른 균사가 접합하여 형성되는 유성포자이므로 무성포자에 속하지 않는다.

• 후막포자는 균사 일부가 두꺼운 세포벽을 갖고 휴면 상태로 변한 무성포자이다.
• 포자낭포자는 포자낭 안에서 만들어지는 무성포자이다.
• 분생포자는 균사 끝에서 외생적으로 형성되는 무성포자이다.

에탄올이 산화되어 초산으로 전환되는 반응의 분자량비로 이론 생성량을 계산하면 130.4g이다.

이 반응은 $\mathrm{C_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O}$로, 에탄올과 초산이 1:1로 대응하며 분자량은 각각 $46$, $60$이다.

따라서 에탄올 100g에서 생성되는 초산량은 $100 \times \dfrac{60}{46} = 130.4\,\mathrm{g}$이다.

레토르트 살균기는 밀폐 용기를 가압 가열하는 회분식(batch) 살균장치이므로 연속식이 아니다.

• 하이드로록 살균기는 제품을 연속적으로 투입·배출하며 살균하는 연속식 장치이다.
• 회전식 살균기는 용기를 회전시키면서 연속적으로 이송·살균하는 방식이다.
• 수탑식 살균기는 수주(water column)의 압력으로 연속 이송하며 살균하는 대표적 연속식 장치이다.

건조가 진행되면 식품 내 자유수 함량이 줄어들어 수분활성도가 낮아지고 저장성이 향상되므로 해당 설명은 틀렸다.

• 지방 산화, 단백질 변성, 표면피막 현상은 모두 건조 중 실제로 일어날 수 있는 변화이다.

체크 밸브는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하여 역류를 방지하는 밸브이다.

• 정지 밸브(글로브 밸브)는 유량 조절용이다.
• 슬루스 밸브(게이트 밸브)는 유로를 완전히 열거나 닫는 용도이다.
• 안전 밸브는 압력이 설정치를 초과할 때 유체를 방출하는 용도이다.

감자·양파·마늘의 발아·발근 억제와 살충을 목적으로 하는 방사선 조사는 1kGy 이하의 저선량으로 이루어진다(출제 당시 기준).

발아 억제·살충 등은 저선량, 병원균·기생충 사멸은 중선량, 완전 살균은 고선량으로 구분되며 목적에 따라 필요한 최소 조사선량만 사용한다.

건조된 가루상태의 분말끼리 섞는 조작은 혼합이라 하며, 분무는 액상 원료를 미세한 입자로 분사하는 조작이므로 해당 설명은 틀렸다.

• 액체와 액체를 섞는 조작을 교반이라 하는 것은 맞는 설명이다.
• 고체에 소량의 액체를 섞는 반죽, 섞이지 않는 액체를 분산시키는 유화도 맞는 설명이다.

포장재로 청과물을 감싸 호흡작용과 증산작용을 억제하고 냉장을 병행하는 저장법은 플라스틱 필름법이다.

필름이 청과물을 둘러싸 내부 습도를 유지하고 가스 교환을 제한함으로써 수분 손실과 호흡에 의한 품질 저하를 늦추며, 저온과 병용하면 상승효과를 얻는다.

• C.A저장은 밀폐된 저장고 내부의 산소·이산화탄소 농도를 인위적으로 조절·유지하는 방식으로 개별 포장과는 다르다.
• M.A저장은 포장 내부의 기체 조성을 인위적으로 치환한 뒤 밀봉하는 방식으로 분류되어, 필름으로 감싸는 조작 자체를 가리키는 이 문항의 설명과는 구분된다.
• 방사선 조사 저장법은 조사에 의한 살균·발아억제 방식으로 포장과는 직접 관련이 없다.

피츠밀은 단단한 원료를 일정한 크기나 모양으로 파쇄하여 과립을 만드는 분쇄형 조립 장치이다.

• 액체를 섞어 과립화하는 방식은 습식 조립법에 해당하며 피츠밀의 원리와 다르다.
• 스크루로 압출시키는 방식은 압출조립기(extruder)의 원리이다.
• 고속 회전으로 콜로이드 입자로 분산시키는 것은 유화·균질화 장치의 원리이다.

일정 온도에서 미생물을 모두 사멸시키는 데 걸린 시간은 F값으로 표기하며, 110℃에서 8분이 걸렸다면 F 110℃ = 8분으로 나타낸다.

• D값은 특정 온도에서 균수를 90%(1/10) 감소시키는 데 걸리는 시간이므로 '모두 사멸'과는 다른 개념이다.
• Z값은 D값을 10분의 1로 줄이는 데 필요한 온도 변화(℃)를 나타내는 값이다.

바닥에 다공판을 깔고 모래 등 입자형 여과재를 채워 원액을 통과시키는 장치는 중력 여과기이다.

중력에 의해 원액이 여과층을 자연스럽게 통과하면서 여액이 회수되며, 별도의 가압·감압·원심력을 이용하지 않는 것이 특징이다.

Explosive puff 건조는 감압 상태에서 갑작스러운 압력 해제로 식품 내부의 수분을 순간 기화시키는 방식으로, 상압이 아닌 감압(진공) 건조에 해당한다.

상압건조는 대기압 조건에서 열과 공기 흐름을 이용하여 식품의 수분을 제거하는 방법이다.

• 유동층건조: 가열된 공기가 입자상 식품을 부양시키며 건조하는 상압 방식이다.
• 기류건조: 고온 공기 흐름으로 분사 건조하는 상압 방식이다.
• Bend 건조: 벨트 컨베이어에서 상압 조건으로 진행되는 방식이다.

아이스크림 동결공정에서 작은 기포를 혼입시켜 용적을 늘리고 조직·경도·촉감을 개선하는 조작을 오버런이라 한다.

오버런은 원료 믹스 대비 완제품 아이스크림의 부피 증가율로 나타내며, 기포 혼입으로 부드러운 조직감을 형성한다.

건조 전후 고형분(건물) 함량은 변하지 않는다는 원리로 계산하면 건조 후 무게는 10kg이다.

수분 80%인 양파 40kg의 고형분은 $40 \times (1-0.8) = 8\,\mathrm{kg}$이다.

건조 후 수분이 20%가 되면 고형분이 전체의 80%를 차지하므로 건조 후 무게는 $\dfrac{8}{1-0.2} = 10\,\mathrm{kg}$이다.

과즙·젤라틴처럼 열에 예민한 물질은 끓는점을 낮춰 저온에서 농축할 수 있는 진공 증발관을 이용해야 한다.

감압 상태에서는 물의 끓는점이 낮아지므로 낮은 온도에서도 증발이 일어나 열에 의한 품질 저하와 변성을 최소화할 수 있다.

위축변형이 거의 없고 열 민감성 물질이 잘 보존되며 복원성이 양호한 건조법은 동결건조이다.

원료를 동결시킨 뒤 얼음을 승화시켜 수분을 제거하므로 조직 구조가 거의 그대로 유지되어 복원성이 뛰어나다.

초미분쇄기(ultrafine grinding machine)는 미크론 단위의 극히 미세한 입자로 분쇄하는 장비로, 콜로이드 밀이 대표적이다.

콜로이드 밀은 고속 회전하는 로터와 고정된 스테이터 사이의 극히 좁은 간격에서 전단력(shear force)을 이용하여 수 마이크로미터 수준의 미세 입자를 생성하므로 초미분쇄에 적합하다.

해머 밀, 롤 분쇄기, 볼 밀은 일반적인 중간 크기 분쇄(medium grinding) 또는 미분쇄(fine grinding) 범주에 속하며, 콜로이드 밀 수준의 극미세 분쇄는 불가능하다.

마요네즈는 식용유를 난황 등의 유화제로 감싸 분산시킨 형태이므로 혼합 상태는 유화이다.

섞이지 않는 두 액체(기름과 수용액)를 강하게 교반하여 한쪽을 미세한 입자로 다른 쪽에 분산시키는 것이 유화의 원리이다.

자력분리기는 자성을 띤 물질(철 등 금속 불순물)을 자기장으로 분리하는 기구다. 제분 공정에서 정선(선별) 단계에서 곡물에 섞인 철 등의 이물질을 제거할 때 사용되며, 탈수·운반·세척은 수분 제거, 이동, 세정을 목적으로 하므로 자력분리기가 필요하지 않다. 따라서 정선이 정답이다.

메쉬(mesh)는 1인치당 체눈의 수를 의미하므로 숫자가 작을수록 체눈이 크며, 제시된 것 중에는 30 메쉬가 가장 크다.

원심효과는 상대원심력(RCF, Relative Centrifugal Force)으로 나타내며, 공식은 $\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times N^2$이다. 여기서 $r$은 반지름(cm), $N$은 회전속도(rpm)이고, 회전속도가 동일할 때 RCF는 반지름에 정비례한다. 따라서 반지름을 2배로 늘리면 원심효과(RCF)도 2배가 되므로 정답은 3번이다.

70~75℃에서 10~20초간 가열하여 우유·과즙의 맛과 영양성분을 보존하며 살균하는 방법은 고온순간 살균법(HTST)이다.

• 저온 살균법은 약 62~65℃에서 30분간 가열하는 방식이다.
• 초고온 살균법은 130℃ 이상에서 2~3초간 처리하는 방식이다.
• 간헐 살균법은 100℃ 부근에서 여러 차례 나누어 살균하는 방식이다.