15년 1회차

바퀴벌레는 야행성으로 어두운 곳에 무리지어 서식하는 군거생활을 하는 습성이 있다.

바퀴벌레는 번데기 시기가 없는 불완전변태를 하며, 알에서 성충이 되기까지 보통 수개월이 걸리고 성충의 수명도 대개 수개월에서 1년 내외로 5년 이상 살지는 않는다.

아플라톡신은 Aspergillus flavus 등 곰팡이가 생성하는 독성 2차 대사산물로, 단백질이 아닌 저분자 유기화합물(마이콕신)이다. 보기 2번의 B₁은 아플라톡신 중 가장 강력한 간독성을 지니며, 보기 3번의 발암성(특히 간암)도 잘 알려진 특성이고, 보기 4번의 Aspergillus flavus에 의한 생성도 전형적인 특징이다. 따라서 1번이 정답이다.

「식품위생법」상 식품이란 모든 음식물을 말하되 의약으로 섭취하는 것은 제외한다. 즉 의약품을 제외한 모든 음식물이 식품에 해당한다.

식품첨가물은 식품을 제조·가공·조리 등의 과정에서 사용하는 물질로 식품과는 별도로 정의되므로, '식품과 첨가물'을 식품의 정의로 볼 수 없다.

감미료의 사용 허가 여부는 식품공전의 감미료 품목 지정에 따라 결정된다. D-sorbitol(소르비톨)은 천연 감미료로, disodium glycyrrhizinate(글리시리진산 이나트륨)는 허용 감미료로, aspartame(아스파탐)은 합성 감미료로 허용되어 있다. 반면 cyclamate(사이클라메이트)는 동물실험에서의 발암성 우려로 사용이 금지된 감미료로, 국내 식품공전에서 식품첨가물로의 사용이 허용되지 않는다.

연질치즈 등 유제품과 관련이 깊고 저온에서도 증식이 가능하며, 신생아에게 치명적인 감염을 일으키는 식중독균은 Listeria monocytogenes이다.

경미하게는 발열·두통·구토를 일으키지만 심하면 패혈증이나 뇌수막염, 정신착란, 혼수상태로 이어질 수 있으며, 임신부가 감염되면 신생아의 사망이나 합병증을 유발할 수 있다.

디프테리아균은 사람 사이에서 전파되는 호흡기 감염병의 원인균으로, 동물과 사람 사이에서 전파되는 인수공통감염병과는 거리가 멀다.

결핵균·브루셀라균·탄저균은 모두 동물과 사람 사이에서 전파될 수 있는 대표적인 인수공통감염병 원인균이다.

산화방지제는 식품의 산화로 인한 변질을 방지하는 첨가물이다. 페놀류에 속하는 부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨루엔(BHT) 등이 대표적인 합성 산화방지제로 지방산화를 억제한다.

• 플라스틱 가공·프탈산 에스테르계: 산화방지제가 아니라 가소제(plasticizer)의 설명이고, 프탈산 에스테르계는 플라스틱 유연성을 높이는 용도다.
• 차아염소산나트륨: 차아염소산나트륨(차염소산나트륨)은 표백제·살균제이지 산화방지제가 아니다.
• 비타민E 사용 불가: 비타민E(토코페롤)가 천연 산화방지제로 식품에 널리 사용되므로 틀렸다.

경구감염병은 병원체의 독력이 강해 소량의 균으로도 발병이 가능한 것이 특징이다.

사람에서 사람으로 2차 감염이 일어날 수 있어 발병이 최초 섭취자로 끝나지 않고, 잠복기가 비교적 길어 보통 일 단위로 표시되며, 종류에 따라 면역이 형성되는 경우도 있다.

대장균군(coliform group)은 그람음성 무포자 간균으로 유당을 분해해 산과 가스를 생성하는 세균군을 통칭하며, Streptococcus 속은 그람양성 구균이므로 여기에 속하지 않는다.

Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter 는 모두 그람음성 간균으로 대장균군의 대표적인 구성 속이다.

Clostridium botulinum은 그람양성의 편성혐기성 간균으로, 산소가 있으면 오히려 증식이 억제된다.

불충분하게 살균된 통조림 등 혐기적 환경에서 포자를 형성하며 증식하고, A형 균주는 채소·과일·육류와 관련이 깊다.

이 균이 생성하는 신경독소에 중독되면 현기증, 두통, 신경장애 등의 증상이 나타난다.

이 조건에서 문제가 되는 것은 끓이는 과정을 견디고 남는 균과 독소이므로, 아포를 형성하는 Bacillus와 내열성 장독소를 남기는 Staphylococcus가 검출될 가능성이 높다.

감자를 자른 뒤 상온에 방치하는 동안 취급자의 손 등에서 옮은 Staphylococcus aureus가 증식하며 장독소를 만드는데, 이 독소는 100℃ 가열에도 파괴되지 않아 끓인 뒤에도 그대로 남는다. 또 전분질 식품에 흔한 Bacillus cereus는 가열로 영양세포가 죽어도 아포가 살아남아, 식힌 뒤 6시간을 방치하는 사이 발아·증식해 독소를 낸다.

• 살모넬라는 아포를 만들지 않고 열에 약한 감염형 균이어서 끓이는 순간 사멸하며, 가열 후 별도의 재오염이 없는 이 상황에서는 남을 수 없다.
• 캠필로박터 역시 열에 약할 뿐 아니라 미호기성이라 실온에 놓아둔 조리식품에서는 증식하지 못하므로 원인균으로 보기 어렵다.

거품 발생을 억제하는 소포제로는 규소수지(실리콘수지, 폴리디메틸실록산)가 대표적으로 사용된다.

• n-헥산은 유지 추출 등에 쓰이는 용매이다.
• 규조토는 여과 보조제로 사용된다.
• 유동파라핀은 이형제·광택제 등으로 쓰인다.

황색포도상구균 식중독은 균이 생성한 내열성 장독소(enterotoxin)에 의한 독소형 식중독으로, 사망률은 매우 낮다.

잠복기가 1~6시간으로 짧고 급성위장염 증상(구토, 설사, 복통)을 특징으로 하지만 예후는 양호하다.

D-Sorbitol은 포도당이 환원되어 생성되는 당알코올로, 체내 당 대사(폴리올 경로)의 중간대사산물로 존재한다.

당도는 설탕의 약 절반 수준이며, 상업적으로는 포도당을 화학적(또는 효소적)으로 환원하여 제조한다.

묽은 산·알칼리 및 조리 온도 범위에서는 비교적 안정하다.

황변미(黃變米) 식중독은 저장 중인 쌀에 번식한 Penicillium속 곰팡이가 생성하는 독소에 의해 발생하며, citrinin·islanditoxin·luteoskyrin이 대표적인 원인 독소이다.

aflatoxin은 Aspergillus flavus 등이 생성하는 곰팡이독소로, 황변미와는 관련이 없다.

제1급 법정감염병은 생물테러감염병 또는 치명률이 높아 발생 즉시 신고하고 음압격리가 필요한 감염병으로, 에볼라바이러스병·페스트·두창이 이에 해당한다.

콜레라는 「감염병의 예방 및 관리에 관한 법률」상 제2급감염병으로 분류된다.

비스페놀 A(bisphenol A)는 PC(polycarbonate) 수지의 원료로 사용되는 물질로, PC 재질 용기에서 주로 용출될 수 있다.

PS수지, PVC필름, 페놀수지는 비스페놀 A 용출과 직접적인 관련이 없다.

페놀수지·요소수지·멜라민수지는 포름알데히드와 페놀·요소·멜라민을 축합 반응시켜 만드는 포름알데히드계 축합수지로, 미반응 포름알데히드가 용출될 수 있다.

염화비닐수지(PVC)는 염화비닐을 중합하여 만드는 수지로 포름알데히드와는 관련이 없다.

파상열(brucellosis)은 Brucella 속 세균에 의한 인수공통감염병으로, 감염된 가축에서는 유산을, 사람에서는 열병(파동열)을 일으킨다.

탄저, 돈단독, 큐열도 인수공통감염병이지만 동물의 유산과 사람의 열병이라는 조합의 대표 질환은 파상열이다.

부패·변질 우려가 있는 미생물 검사용 검체는 채취 후 24시간 이내에 검사기관으로 운반하는 것을 원칙으로 한다. (출제 당시 기준)

운반 중에는 저온을 유지하여 검체의 변질과 미생물 증식을 최소화해야 한다.

유화제 분자에서 물과 친화성이 없는 소수성기(친유기)는 탄화수소 사슬인 CH₃-CH₂-CH₂- 와 같은 알킬기이다.

-OH, -COOH, -NH₂는 극성을 띠어 물과 친화성이 있는 친수성기에 해당한다.

외력에 의해 변형된 물체가 힘이 제거되었을 때 원래 모양으로 되돌아가려는 성질을 탄성(elasticity)이라 한다.

소성은 변형된 형태가 그대로 유지되는 성질이고, 점탄성은 탄성과 점성이 함께 나타나는 성질, 점성은 흐름에 대한 저항성을 의미한다.

cholesterol은 동물의 세포막과 조직에 존재하는 대표적인 동물성 스테롤이다.

ergosterol, sitosterol, stigmasterol은 모두 식물이나 효모에서 발견되는 식물성(또는 균류) 스테롤이다.

lysinoalanine은 단백질 중 라이신 잔기와 세린·시스테인 잔기가 강알칼리 처리나 고온 가열 시 반응하여 생성되는 유해 물질로, 식물성 단백질의 알칼리 추출, 육류·달걀의 가열 조리 과정에서 형성될 수 있다.

단순히 유지를 장시간 가열하는 것은 단백질 잔기 간 반응과 무관하므로 lysinoalanine 형성 경로에 해당하지 않는다.

찹쌀은 전분이 거의 아밀로펙틴으로만 이루어져 있어 아밀로오스 함량이 매우 적고, 이 때문에 멥쌀보다 끈기(점성)가 강하다.

멥쌀은 아밀로오스와 아밀로펙틴이 일정 비율로 함께 존재하여 상대적으로 끈기가 약하다.

유지 1g에 함유된 유리지방산을 중화하는 데 필요한 KOH의 mg수로 나타내는 값을 산가(acid value)라 한다.

과산화물가는 유지의 산화 정도, 요오드가는 불포화도, 아세틸가는 유리 수산기 함량을 나타내는 지표이다.

토코페롤(비타민 E)은 지용성 비타민이며 산화방지제로 널리 사용되고, α·β·γ·δ 등 여러 이성체가 존재한다.

토코페롤은 동물성 식품보다 식물성 기름(식물성 식품)에 훨씬 많이 함유되어 있다.

감의 떫은맛을 내는 주된 페놀성 물질은 shibuol(디오스피롤계 탄닌)이며, 감 - shibuol의 연결이 옳은 짝이다.

다엽(차잎)의 떫은맛은 catechin, 커피는 chlorogenic acid, 밤 속껍질은 탄닌 계열 물질이 주된 성분이다. theanine은 차의 감칠맛 성분으로 떫은맛과는 관계가 없다.

카로티노이드 색소는 당근의 주황색을 나타내는 성분으로, 약한 산이나 알칼리에 비교적 안정하여 색이 잘 변하지 않는다.

검정콩과 가지의 자색 색소는 안토시아닌계로 pH에 따라 적색~청색으로 쉽게 변하고, 옥수수의 황색 플라보노이드(안토잔틴)계 색소는 알칼리에서 진한 황색을 띠게 된다.

산가는 유지 1g 중 유리지방산을 중화하는 데 필요한 KOH의 mg수로 구한다.

지방 100g 중 oleic acid 20mg이 들어 있으므로, 이를 중화하는 데 필요한 KOH의 양은 $20 \times \dfrac{56}{282} = 3.97\ \mathrm{mg}$ 이다.

이는 지방 100g 기준이므로 1g당 산가로 환산하면 $\dfrac{3.97}{100} = 0.0397$이 된다.

전분의 노화는 냉장 온도(0~5℃ 부근)에서 가장 빠르게 진행되므로, 냉장 보관은 오히려 노화를 촉진시켜 억제 방법으로 적합하지 않다.

수분함량 조절, 설탕 첨가, 유화제 사용은 전분 분자의 재결정화를 방해하여 노화를 억제하는 데 효과적인 방법이다.

식품의 점성은 온도, 농도, 분자량(구조) 등에 크게 영향을 받지만, 탁도는 빛의 산란 정도를 나타내는 광학적 특성일 뿐 점성과는 직접적인 관련이 없다.

육류를 저장하는 동안 미오글로빈이 산화되면 갈색을 띠는 메트미오글로빈(metmyoglobin)으로 변한다.

myoglobin은 암적색, oxymyoglobin은 산소와 결합한 선홍색, nitrosomyoglobin은 발색제 처리 시 나타나는 안정한 적색을 나타낸다.

물과 중성 염용액에는 녹지 않고 묽은 산·묽은 알칼리에만 녹으며, 쌀의 oryzenin과 보리의 hordenin처럼 곡류 종자에 주로 분포하는 단순단백질은 글루텔린(glutelin)이다.

단순단백질은 용해성으로 분류하는데, 글루텔린은 물·중성염·알코올 어디에도 녹지 않고 오직 묽은 산과 알칼리에만 녹는 것이 결정적인 특징이다. 밀의 글루테닌도 같은 무리로, 프롤라민(글리아딘)과 함께 반죽의 글루텐을 이룬다.

• 글로불린은 물에는 녹지 않지만 중성 염용액에 잘 녹는다는 점에서 제시된 조건과 어긋나며, 콩의 글리시닌처럼 두류에 많다.
• 히스톤은 염기성 아미노산이 풍부해 물과 묽은 산에 녹는 염기성 단백질로, 곡류 종자가 아니라 세포핵에서 DNA와 결합해 존재한다.
• 알부민은 물에 잘 녹는 대표적 단순단백질이어서 '물에 불용'이라는 첫 조건에서 바로 제외된다.

호화전분(α전분)은 생전분의 미셀 구조가 파괴되어 물을 급속히 흡수·팽윤하며, 전분분해효소의 작용을 쉽게 받는다.

그러나 호정화(dextrinization)는 전분을 건열로 가열할 때 일어나는 현상으로, 단순히 냉수에 녹인다고 곧 호정화되는 것은 아니다.

지용성 비타민(A, D, E, K)은 지질(지방)과 함께 소장에서 흡수되며, 혈액을 통해 운반될 때 리포단백질(지질단백질) 같은 지질 기반 운반체에 의해 이동된다. 지용성 비타민은 물에 녹지 않고 지방에만 녹는 특성 때문에 순수 물인 혈액에서 직접 운반될 수 없고, 반드시 지질 구조를 가진 운반체가 필요하다. 당질, 단백질, 무기질은 각각 에너지원, 구조 및 효소 재료, 전해질 역할을 하지만 지용성 비타민의 운반에는 관여하지 않는다.

쇠고기의 붉은색은 근육 색소 단백질인 미오글로빈(myoglobin)에 의해 나타난다.

안토시안은 과일·채소의 적자색, 카로틴은 황색·주황색, 플라본은 무색~담황색 색소로 육류의 색과는 관련이 없다.

검화가는 지방산의 평균 분자량에 반비례한다 — 검화가가 낮을수록 지방산 분자량이 크다. A(193~202), B(210~245), C(175~191), D(168~180) 중 D 유지의 검화가가 가장 낮으므로 지방산의 평균 분자량이 가장 크다.

닌히드린 반응은 아미노기(-NH₂)와 반응하여 청자색을 나타내는 정색 반응으로, 아미노산의 정성(검출)에 이용된다.

thiamine pyrophosphate(TPP)는 비타민 B1(티아민)의 활성형 조효소로, 구조상 아데닌을 포함하지 않는다.

coenzyme A, FAD, S-adenosylmethionine은 모두 아데닌(또는 아데노신) 구조를 포함하는 조효소이다.

식물성 유지에는 토코페롤 등 천연항산화제가 함유되어 있어, 이것이 유지의 산화(산패)를 억제하는 역할을 한다.

따라서 동물성 유지에 비해 식물성 유지가 저장 중 산패가 덜 일어난다.

난황계수는 난황의 높이를 난황의 폭으로 나눈 값으로 정의되므로, 난황의 높이 = 난황계수 × 난황의 폭 = 0.42 × 3.5 = 1.47cm이다. 계란의 신선도 판정 기준에서 난황계수가 0.37 이상이면 신선란으로 분류되는데, 주어진 난황계수 0.42는 이 기준값 이상이므로 신선란이다. 따라서 난황의 높이는 1.47cm이고 신선도 판별 결과는 신선란이다.

축육을 도살하기 전에는 스트레스와 근육 내 글리코겐 소모를 줄이기 위해 급수, 안정, 위생적인 검사 등의 조치를 취하며, 도살 전 급식은 금지하고 오히려 일정 시간 절식시킨다.

통조림 제조 시 탈기(exhausting)는 밀봉 전 관 내부의 공기(산소)를 제거하는 공정으로, 호기성 미생물·곰팡이의 발육 억제, 통 내면의 부식과 내용물 변화 방지, 가열살균 시 내용물 팽창으로 인한 파손 방지를 목적으로 한다.

밀봉 후 외부의 미생물과 공기가 침입하는 것을 막고 진공도를 유지하는 것은 밀봉(권체) 공정의 역할이지, 탈기 자체의 목적이라 보기는 어렵다.

현미를 100%로 할 때 도정률은 5분도미 약 96%, 7분도미 약 94%, 백미(10분도미) 약 92%이다.

탈삽방법은 떫은 감의 주성분인 탄닌을 제거하거나 불용성으로 변화시키는 방법들이다. 탄산가스법은 CO₂ 처리로 탄닌을 침전시키고, 알코올법은 에탄올로 탄닌을 용해·제거하며, 온탕법은 고온 처리로 탄닌을 응고·침전시킨다. 반면 알데히드법은 식품의 탈삽에 사용되는 표준적인 방법이 아니며, 포름알데히드 등 알데히드 화합물은 식품 가공에 승인되지 않는 물질이므로 탈삽방법에 해당하지 않는다.

아이스크림에서 유지방은 지방구가 공기를 감싸며 부드러운 조직감을 주는 동시에, 지방 특유의 풍미를 진하게 하는 것이 주된 기능이다.

냉동효과 증진, 얼음 결정 성장 개선, 저장성 향상은 유지방보다는 안정제나 유화제 등 다른 성분의 역할에 가깝다.

달걀은 크게 난각(껍질), 난백(흰자), 난황(노른자)으로 구성된다.

기공은 난각 표면에 존재하는 미세한 구멍으로, 달걀을 이루는 별도의 구성 부위가 아니라 난각의 구조적 특징이다.

과실의 젤리화(젤 형성) 능력은 펙틴 함량과 산 함량이 모두 높을 때 우수하며, 사과와 포도가 이러한 조건을 갖춘 대표적인 과실이다.

살구·딸기·복숭아·앵두 등은 펙틴이나 산 중 한쪽 함량이 상대적으로 낮아 젤리화에는 불리하다.

동물성 유지는 우지·돈지처럼 지방조직을 가열하여 지방을 녹여내는 용출법(rendering)으로 채유하는 것이 가장 알맞다.

압착법은 참깨·대두 등 식물성 종실에서 기름을 눌러 짜내는 방법이며, 타정법과 여과법은 채유 방법이 아니라 각각 정제·성형과 불순물 제거 공정에 해당한다.

육류의 연화제는 단백질 분해 효소를 이용하여 육류의 근육 단백질을 분해하는 원리로 작동한다. 파파인은 파파야에서, 피신은 무화과에서, 브로멜라인은 파인애플에서 추출되는 단백질분해효소(프로테아제)들이며, 모두 육류 단백질을 가수분해하여 연화 효과를 낸다. 반면 리파아제는 지방분해효소로서 지질을 가수분해하는 효소이므로, 육류 연화의 주 메커니즘인 단백질 분해와는 무관하며 육류 연화제로 사용되지 않는다.

진공도는 통조림 외부 기압에서 내부(관내) 기압을 뺀 값으로, 이 통조림의 진공도는 31.8cmHg이다.

진공도 = 관외기압 − 관내기압

$75.0 - 43.2 = 31.8\ \mathrm{cmHg}$

렌넷(rennet)은 우유 속 카제인을 응고시켜 커드를 형성하는 데 사용하는 효소제제로, 치즈 제조에서는 유단백질 응고가 그 목적이다.

렌넷의 주성분인 키모신(chymosin)은 카파카제인을 절단해 카제인 미셀을 불안정화시켜 응고를 유도한다.

• 지방 산화 방지는 항산화제의 역할이지 렌넷의 작용이 아니다.
• 유단백질을 균질화하는 것은 균질기(homogenizer)의 물리적 처리이다.
• 유지방을 환원하는 공정은 렌넷과 무관하다.

청국장은 찐 콩에 Bacillus natto(고초균의 일종)를 번식시켜 만드는 발효식품이다.

이 균은 단백질 분해효소와 점질물(폴리글루탐산)을 다량 생성해 청국장 특유의 끈적한 실을 만든다.

• Aspergillus oryzae는 간장·된장의 코지(누룩)를 만드는 곰팡이다.
• Lactobacillus lactis는 유산균으로 발효유·치즈 발효에 관여한다.
• Saccharomyces aureus는 존재하지 않는 균종명이며 효모속은 주정발효에 관여한다.

버터의 표준 제조공정은 원료유→크림 분리→크림 중화→크림 살균→교동(churning)→연압(working) 순서로 진행된다.

크림을 분리한 뒤 산도를 낮추는 중화를 거쳐 살균하고, 교동으로 지방구를 응집시켜 버터입자를 만든 다음 연압으로 조직을 균일하게 다듬는다.

살균을 중화보다 먼저 하거나 연압을 교동보다 먼저 배치한 순서는 지방 응집과 조직 형성의 공정 원리에 맞지 않는다.

마요네즈에서 난황은 기름과 식초(수용액)를 안정적으로 섞이게 하는 유화제 작용을 한다.

난황 속 레시틴(lecithin) 등 인지질 성분이 기름과 물 양쪽에 친화성을 가져 수중유적형 유화를 형성·안정화시킨다.

두유 제조 시 콩 비린내는 리폭시게나제(lipoxygenase)가 불포화지방산을 산화시켜 생기므로, 이 효소를 불활성화하지 못하는 방법은 비린내 제거와 거리가 멀다.

5℃ 이하 냉수 침지법은 저온 조건이어서 리폭시게나제 활성을 억제하지 못해 오히려 비린내 생성이 촉진될 수 있다.

• 열수침지법은 고온으로 효소를 불활성화한다.
• 알칼리침지법은 가성소다와 열처리로 효소를 파괴한다.
• 고온 스팀 증자법도 가열로 효소를 불활성화한다.

아밀로오스의 비환원성 말단에서부터 맥아당(엿당) 단위로 순차적으로 가수분해하는 효소는 β-amylase이다.

• α-amylase는 분자 내부의 α-1,4 결합을 무작위로 절단하는 액화효소이다.
• glucoamylase는 비환원성 말단에서 포도당 단위로 분해한다.
• glucose isomerase는 포도당을 과당으로 이성화하는 효소이다.

토마토케첩은 토마토(또는 그 농축물)를 주원료로 당류, 식초, 식염, 향신료, 구연산 등의 조미료를 가하여 제조한 것을 말한다.

• 과육과 액즙을 단순 농축한 것은 토마토 퓌레·페이스트에 해당한다.
• 고형물 함량 25% 이상으로 규정하는 것은 토마토 페이스트의 기준이다.
• 과육을 갈아 소금으로만 조미한 것은 케첩의 정의와 다르다.

훈연은 훈연성분의 방부·항산화 작용과 풍미·색택 개선을 목적으로 하며, 육질을 질기게 만드는 것은 훈연의 목적이 아니다.

훈연 중 일부 수분이 증발하기는 하나 이는 부수적 결과일 뿐, 육질 경화 자체를 목적으로 훈연을 하지는 않는다.

해당과정(glycolysis)으로 생성된 pyruvic acid는 미토콘드리아에서 산화적 탈탄산반응을 거쳐 acetyl CoA로 전환된 뒤 TCA 회로(구연산 회로)에 들어간다.

NADP, FAD, ATP는 TCA 회로 진행 중 생성·소비되는 보조인자나 에너지 물질일 뿐, 피루브산이 회로에 진입할 때의 형태가 아니다.

세균 포자는 dipicolonic acid(DPA)를 함유한 고도로 저항성 있는 휴면 구조다. 영양세포가 아니라 휴면세포이므로 보기 1은 틀렸고, 포자는 열과 방사선에 매우 강한 저항성을 가지므로 보기 2, 3도 틀렸다. DPA는 포자의 핵(core)에 다량 축적되어 DNA 손상으로부터 보호하고 건조 저항성을 높이는 독특한 성분으로, 세균 포자의 특징적 구성 물질이다.

통조림 부패에서 발견되는, 포자를 형성하는 그람 양성 혐기성균이면서 catalase 음성인 균은 Clostridium 속이다.

• Bacillus 속은 포자형성 그람양성균이지만 호기성 또는 통성혐기성이고 catalase 양성이다.
• Lactobacillus 속은 포자를 형성하지 않는다.
• Pseudomonas 속은 그람 음성 호기성균이다.

세포막의 구조와 기능에 관한 문제로, '견고한 벽으로 세포 형태를 유지한다'가 틀린 이유는 세포막 자체가 견고한 벽이 아니기 때문이다. 세포의 형태를 유지하는 것은 세포벽(식물세포)이나 세포골격이며, 세포막은 유동적인 이중층 구조로 물질 이동을 허용한다.

• 원형질막·물질 이동 통제: 세포막의 다른 이름인 원형질막이 맞고 물질 수송을 통제하는 기능도 올바르다.
• 선택적 투과성·삼투압 조절: 선택적 투과성은 세포막의 핵심 특성으로, 특정 물질의 선택적 통과를 통해 삼투압을 조절한다.
• 단백질과 지질 구성: 단백질과 지질의 주성분 구성도 정확하다.

감귤의 쓴맛을 내는 주성분은 나린진(naringin)이라는 플라보노이드 배당체로, 이를 분해하는 효소가 나린기나제(naringinase)이다. 나린기나제는 나린진을 당과 아글리콘으로 가수분해하여 쓴맛을 제거하는데, 이는 감귤 가공식품 제조 시 맛 개선을 위해 사용되는 효소이다. Invertase는 자당 분해, hemicellulose는 식이섬유 분해, pectinase는 펙틴 분해 효소로 각각 다른 기질을 대상으로 하므로 정답은 2번이다.

김치 숙성은 젖산균의 혐기 발효에 의해 진행되며, 이들 균이 당류를 분해하여 젖산을 생성함으로써 김치의 신맛, 풍미, 보존성이 형성된다. 고초균은 초산 발효에, 대장균은 병원성 오염균에, 황국균은 황색 누룩곰팡이로 주로 간장·된장 숙성에 관여하므로 김치 숙성과는 무관하다.

효소 정제법에는 염석·투석, 젤 여과, 이온교환 크로마토그래피 등이 있으나, 라이소자임(lysozyme) 처리법은 그 자체가 세포벽을 분해하는 효소 처리 방식으로 효소의 정제 기법이 아니다.

라이소자임은 주로 세균 세포벽을 파괴해 세포 내용물을 방출시키는 데 쓰이며, 정제 대상 효소를 분리·농축하는 과정과는 목적이 다르다.

메주에 번식한 곰팡이·세균은 단백질 분해효소 등 각종 효소를 생성하여 콩 단백질과 전분을 분해함으로써 간장·된장 발효를 가능하게 한다.

메주 자체의 부패 방지나 착색, 향미 생성은 발효 과정의 결과이지 메주를 쓰는 근본 목적은 효소 공급에 있다.

지마아제(zymase)는 포도당과 같은 단당류를 분해해 에탄올과 이산화탄소를 생성하는 주정발효를 일으키는 효소 복합체이다.

주정을 산화시키거나 포도당을 산화해 수산(옥살산)을 만드는 반응, 맥아당을 분해하는 작용은 지마아제와는 다른 효소(각각 산화효소, 말타아제 등)의 역할이다.

주어진 화학식 방정식을 먼저 검토하면, 포도당(C₆H₁₂O₆)이 초산(CH₃COOH)으로 산화되는 반응입니다. 그러나 문제에서 "에탄올 100g"을 출발 물질로 명시하고 있으므로, 실제 반응은 에탄올(C₂H₅OH)이 초산으로 산화되는 것으로 해석해야 합니다. 에탄올의 산화 반응식은 C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O이며, 계수를 맞추면 C₂H₅OH : CH₃COOH = 1 : 1의 몰비입니다.
에탄올의 분자량은 C₂H₅OH = 12×2 + 1×6 + 16 = 46 g/mol, 초산의 분자량은 CH₃COOH = 12×2 + 1×4 + 16×2 = 60 g/mol입니다. 에탄올 100g의 몰수는 100 ÷ 46 = 2.174 mol이고, 1:1 몰비이므로 생성되는 초산도 2.174 mol입니다.
이론 생성량 = 2.174 mol × 60 g/mol = 130.4 g이므로 정답입니다.

액체 배지에서 배양되는 초산균(Acetobacter 등)은 액면에 균막(pellicle)을 형성하며 산소를 필요로 하는 호기성균이다.

초산발효 자체가 에탄올을 산소로 산화시켜 초산을 만드는 반응이므로, 혐기성 조건에서는 초산균이 증식·발효할 수 없다.

식용버섯의 대표적인 감미(단맛) 성분은 이당류인 트레할로스(trehalose)이다.

아스파르트산, 글루타민, 구연산은 각각 산미나 감칠맛 계열의 성분으로 버섯 특유의 단맛을 내는 성분과는 다르다.

세포가 건조 등 열악한 환경에서 자신을 보호하기 위해 세포벽 바깥쪽에 점질층을 두껍게 형성한 구조를 협막(capsule)이라 한다.

• 리보솜은 단백질 합성 장소로 세포 내부 소기관이다.
• 세포벽은 세포의 형태를 유지하는 구조로 협막과는 별개의 층이다.
• 선모는 부착·접합에 관여하는 실 모양 부속기관이다.

구연산 발효는 호기성 조건에서 진행되므로 '혐기상태에서 발효해서 생성한다'는 설명이 거리가 멀다. Aspergillus niger 등의 곰팡이가 포도당을 TCA 회로 중간산물인 구연산으로 축적·분비하는데, 이 과정에는 산소가 필수적이며 혐기 조건에서는 구연산 생성이 거의 불가능하다.

• 발효 중 pH 2~3: 산성 환경은 구연산 생성을 촉진하고 오염균 억제에 유리하다.
• 구연산 합성효소 활성 증가: 구연산 합성효소(citrate synthase)의 활성 증가는 구연산 생성량을 증대시키는 주요 기작이다.
• 당질 원료의 생산균: 당질 발효에서 Aspergillus, Candida 등의 곰팡이와 효모가 주요 생산균이며 특히 곰팡이가 우수하다.

맥주 제조에 첨가하는 호프(hop)는 맥주 특유의 쌉쌀한 향미 부여, 저장성 향상, 거품 형성에 기여하지만, 효모 증식을 촉진해 알코올 농도를 높이는 작용은 하지 않는다.

오히려 호프의 성분(후물론 등)은 일부 잡균에 대해 항균성을 나타내며, 알코올 생성은 효모의 발효 능력에 의해 결정된다.

육류 표면을 붉게 착색시키는 대표적인 세균은 Serratia marcescens로, 프로디지오신(prodigiosin) 색소를 생성해 적색을 띠게 한다.

• Pseudomonas fluorescens는 청색이 아니라 형광성 녹색 계열 색소를 만든다.
• Staphylococcus aureus는 녹색이 아니라 황색(금황색) 색소를 만든다.
• Micrococcus 속(M. varians 등)은 흑색이 아니라 황색~황등색 계열 색소를 내는 것으로 알려져 있다.

통조림의 flat sour 변패(캔이 부풀지 않아 외관은 정상이면서 내용물만 시어지는 변패)는 고온성 포자형성균인 Bacillus coagulans에 의해 일어난다(저산성 식품에서는 Bacillus stearothermophilus).

• TA변패(thermophilic anaerobe)는 Clostridium thermosaccharolyticum 등에 의한 것으로 Clostridium butyricum과는 다르다.
• ropiness(점질화) 변패는 점질물을 생성하는 균에 의한 것으로 Bacillus anthracis(탄저균)와는 관련이 없다.
• 황화물변패는 Desulfotomaculum nigrificans(구 Clostridium nigrificans) 등에 의한 것으로 Clostridium pasteurianum과는 다르다.

종초를 선택할 때는 초산 생성속도가 빠르고 알코올 내성이 강하며 향기 성분도 잘 생성해야 하지만, 생성된 초산을 다시 산화·분해하는 성질(과산화)은 오히려 초산 수율을 떨어뜨리므로 종초 선택 조건이 아니다.

초산균 중 일부는 초산을 이산화탄소와 물로 더 산화시키는 과산화 작용을 하는데, 이런 균은 발효 후반 초산 손실을 일으켜 종초로 부적합하다.

정상발효(homofermentative) 젖산균은 당류로부터 젖산만을 생성하지만, Leuconostoc mesenteroides는 젖산 외에 에탄올과 이산화탄소도 함께 만드는 이상발효(heterofermentative) 젖산균이다.

Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum은 모두 젖산만을 주로 생성하는 정상발효 젖산균으로 분류된다.

병행복발효주는 전분의 당화와 알코올 발효가 동시에 한 용기 안에서 진행되는 술로 청주·탁주·약주가 이에 해당하지만, 맥주는 맥아로 당화를 먼저 마친 뒤 별도로 발효시키는 단행복발효주이다.

맥주는 당화 공정과 발효 공정이 시간적으로 분리되어 있어, 당화와 발효가 같은 통에서 동시에 일어나는 병행복발효와는 방식이 다르다.

서로 섞이지 않는 두 액체(기름과 물)를 미세한 입자로 분산시켜 혼합하는 조작을 유화(emulsification)라 하며, 마요네즈 제조가 그 대표적인 예이다.

청징은 액체 속 부유물을 제거해 맑게 만드는 조작이고, 반죽과 혼합은 각각 고체·분체 위주의 물리적 조작이라는 점에서 액체-액체 분산인 유화와 구분된다.

밀 제분 시 롤러(roll)로 원료 밀을 가볍게 부수어 배유부와 외피(밀기울)를 분리하는 초기 공정을 조쇄공정(breaking)이라 한다.

가수공정은 밀에 물을 더해 수분을 조절하는 공정, 순화공정(템퍼링)은 가수 후 일정 시간 방치해 배유와 외피의 결합력을 낮추는 공정, 훈증공정은 해충 방제를 위한 소독 공정으로 각각 조쇄와는 목적이 다르다.

액체를 사전가열하는 별도의 액체가열장치는 분무건조 공정에 포함되지 않으며, 대신 건조장치 내부의 열풍 공급 시스템이 고온의 건조 매체를 공급한다.

분무건조 장치는 원액을 미세한 입자로 분무하여 열풍과 접촉시켜 건조하는 방식으로, 주요 구성 요소는 분무장치(atomizer), 건조실(drying chamber), 제품회수장치(cyclone separator 등)이다. 원액분무장치는 필수 구성 부분이고, 건조장치와 제품회수장치도 핵심 구성 요소이다.

식품원료에 고속 회전하는 해머의 충격력으로 원료를 분쇄하는 장치는 해머밀(hammer mill)이며, 곡물 분쇄·제분·사료 조제에 널리 쓰인다.

롤밀은 두 롤러 사이의 압축·전단력, 버밀과 디스크밀은 마찰·전단 위주의 분쇄 원리를 이용한다는 점에서 충격력을 주 원리로 하는 해머밀과 구분된다.

액체 또는 고체 원료 속의 유효성분을 적절한 용매에 녹여 분리해 내는 조작을 추출(extraction)이라 한다.

건조는 수분 제거, 유화는 액체-액체 분산, 여과는 고체와 액체를 분리하는 조작으로 용매를 이용해 성분을 녹여내는 추출과는 원리가 다르다.

압출성형기(extruder)의 바렐 내부 압력은 스크류 지름 증가·피치 감소, 배럴 직경 감소, 제한 날개(restriction flight) 부착 등 원료의 흐름을 제한하는 구조 변화로 높아지지만, 스크류의 길이 자체는 압력 생성의 직접적 요인이 아니다.

스크류 길이는 원료가 바렐 내에 머무르는 시간(체류시간)에 영향을 줄 뿐, 압력을 좌우하는 것은 유로를 좁히거나 흐름을 저항하게 만드는 구조적 요소이다.

식품건조 중 일어나는 변화는 화학적 변화와 물리적 변화로 구분된다. 1번 갈변 현상(효소적·비효소적)과 색소 파괴, 2번 단백질 변성과 아미노산 파괴, 4번 지방의 산화는 모두 분자 결합의 끊어짐이나 새로운 화합물 생성을 수반하는 화학적 변화이다. 반면 3번 가용성 물질의 이동은 물이 제거되면서 용질이 이동하거나 농축되는 현상으로, 물질의 구성 성분이나 화학적 성질이 변하지 않는 물리적 변화에 해당한다.

Q10은 열처리 온도가 10℃ 상승할 때 반응속도(또는 사멸속도)가 몇 배로 변하는지를 나타내는 값이다.

냉점의 살균온도 도달시간, 생균수가 1/10로 줄어드는 데 걸리는 시간(D값), 일정 온도에서 세균·포자를 사멸시키는 데 필요한 가열치사시간(TDT)은 모두 Q10과는 별개의 살균 관련 지표이다.

메쉬(mesh) 수는 1인치(2.54cm) 안에 있는 체눈의 개수를 나타내므로, 메쉬 수가 작을수록 체눈 하나의 크기는 커진다.

따라서 30, 60, 120, 200 메쉬 중 체눈이 가장 큰 것은 30 메쉬이다.

초음파 세척은 액체 속에서 발생하는 미세한 공동현상(cavitation)으로 정밀 부품이나 표면에 붙은 기름때·오염물을 떼어내는 데 효과적이지만, 곡류 낟알 속에 섞인 지푸라기처럼 서로 다른 크기·형태의 고형물을 골라내는 작업에는 적합하지 않다.

지푸라기 제거는 세척이 아니라 체가름이나 풍력선별 등 물리적 선별 공정으로 처리하는 것이 일반적이다.

막분리(membrane separation)는 상변화 없이 연속 조작이 가능하고 영양성분 손실이 적으며 에너지 소비가 적은 장점이 있지만, 설치비가 저렴하다는 것은 막분리의 장점으로 보기 어렵다.

막 설비는 초기 투자비가 비교적 높고 막 교체·세척 비용도 계속 들기 때문에, 비용 면에서는 오히려 부담이 되는 편이다.

저온살균법(LTLT, Low Temperature Long Time)은 우유·맥주·과일주스 등에 흔히 적용되며 65℃ 부근에서 30분간 가열하는 방식이다.

120℃·20분이나 100℃·20분은 고온에서 짧게 처리하는 살균 조건에 가깝고, 50℃·30분은 미생물 사멸에 충분한 온도가 아니어서 저온살균법의 표준 조건과 다르다.

판형 열교환기는 얇은 판 사이의 좁은 유로로 열전달 면적을 넓혀 총괄열전달계수가 크고 짧은 시간에 고온가열이 가능하며 설치 면적이 작다는 장점이 있지만, 유로가 좁아 고점도 유체의 흐름과 열전달에는 불리하다.

점도가 높은 원료는 좁은 판 간격을 흐르기 어려워 압력손실이 커지고 막힘이 발생하기 쉬우므로, 고점도물의 열전달이 우수하다는 설명은 판형 열교환기의 특징과 맞지 않는다.

통조림을 밀봉한 뒤 고온·고압 증기로 직접 살균하는 장치는 레토르트(retort)이다.

밀봉기(seamer)는 캔 뚜껑을 봉합하는 장치, 탈기함(exhaust box)은 내용물의 헤드스페이스 공기를 빼는 장치, 진공펌프는 감압을 위한 장치로 각각 살균과는 다른 공정을 담당한다.

원심효과는 상대원심력(RCF, Relative Centrifugal Force)으로 표현되며, 공식은
$RCF = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times N^2$
이다. 여기서 r은 회전반지름(cm), N은 회전속도(rpm)이다.

회전속도 N을 일정하게 유지하면서 반지름 r을 2배로 늘리면
$RCF' = 1.118 \times 10^{-5} \times (2r) \times N^2 = 2 \times RCF$
가 되어 원심효과는 2배가 된다.

방해판(baffle)은 교반 시 액체가 용기와 함께 회전하며 생기는 소용돌이(vortex)를 완화해 내용물이 넘치거나 축 주위로 깔때기 모양의 와류가 형성되는 것을 막는 장치이다.

방해판을 설치하면 액류의 흐름 방향이 바뀌면서 상하 방향의 혼합(수직 순환)이 촉진되어 교반 효율이 오히려 높아진다.

• 교반에 필요한 에너지 소비를 줄여주는 것이 아니라 난류를 유발해 소비 동력은 늘어나는 편이다.
• 회전속도 자체를 높여주는 장치가 아니라 회전축과 별개로 벽면에 고정된 구조물이다.
• 열방산으로 점도를 낮추는 기능과는 무관하다.

일정한 살균온도에서 특정 농도(수)의 미생물을 완전히 사멸시키는 데 필요한 가열시간을 F값이라 한다.

F값은 기준온도(보통 $121.1^{\circ}\mathrm{C}$)에서의 살균력을 시간(분)으로 환산한 값으로, 통조림 등 열처리 공정의 살균 효과를 정량화하는 데 쓰인다.

• Z값은 사멸시간(D값)을 10분의 1로 줄이는 데 필요한 온도 상승폭을 나타낸다.
• D값은 일정 온도에서 미생물 수를 90%(1/10) 감소시키는 데 걸리는 시간이며, '완전 사멸'이 아니라 상대적 감소율을 나타내는 값이다.
• SV값은 살균 관련 표준 지표로 통용되지 않는다.

농축은 수분의 일부를 제거해 용액의 농도를 높이는 공정으로 막농축, 동결농축, 증발농축 등이 대표적이다.

반면 분무를 이용하는 공정은 액상 원료를 미세한 입자로 뿌려 열풍으로 수분을 거의 완전히 제거해 분말을 얻는 분무건조로, 농축이 아니라 건조에 속한다. 따라서 '분무농축'은 농축공정으로 분류되지 않는다.

• 막농축은 반투막을 이용해 압력차로 물을 분리해 농도를 높인다.
• 동결농축은 용액을 얼려 얼음 결정을 분리함으로써 농도를 높인다.
• 증발농축은 가열해 수분을 증발시켜 농도를 높인다.

통조림 살균에는 밀봉된 관 내부까지 균일하게 고온을 전달할 수 있는 가압증기 가열살균법(레토르트 살균)이 가장 널리 쓰인다.

가압 상태에서 $100^{\circ}\mathrm{C}$ 이상의 고온 증기를 이용하므로 내열성 포자를 포함한 미생물까지 효과적으로 사멸시킬 수 있다.

• 건열살균법은 열전달 효율이 낮아 통조림 내부까지 균일한 살균이 어렵다.
• 방사선살균법은 통조림처럼 밀봉된 금속용기 살균에 일반적으로 적용되지 않는다.
• 전기살균법은 통조림 살균의 표준 공정으로 쓰이지 않는다.

여과기 바닥에 다공판을 깔고 그 위에 모래·규조토 등 입자형 여과재를 채운 뒤, 중력만으로 원액을 여과층에 통과시켜 여액을 회수하는 장치를 중력 여과기라 한다.

• 가압 여과기는 압력을 가해 여과 속도를 높이는 방식으로 별도의 가압 장치가 필요하다.
• 원심 여과기는 원심력을 이용해 고액을 분리하는 구조이다.
• 진공 여과기는 감압으로 여과층 하부를 흡인해 여과를 촉진하는 방식이다.