17-1
산성이 강한(pH가 낮은) 이동상으로 시료를 분석한 뒤 HPLC를 그대로 두면 압력이 올라가 펌프가 손상되는 원인이 된다. 분석을 마친 다음 무슨 조치를 해야 하는지 쓰시오.
중성의 고순도 물(HPLC 등급)을 흘려 시스템 전체를 충분히 세척한다
[해설]
산성 이동상을 남겨 두면 펌프 실·체크밸브·배관이 부식되고, 완충염이 말라붙어 유로를 막으면서 압력이 오른다. 그래서 분석이 끝나면 중성의 HPLC 등급 물로 시스템 전체를 씻어 산과 염을 밀어낸다.
유기용매를 바로 흘리면 염이 석출되므로 반드시 물을 먼저 충분히 흘린다. 수돗물이나 증류수는 불순물이 유로를 오염시키므로 고순도 물을 쓴다.
장기간 보관할 때는 물로 씻은 뒤 메탄올 수용액 등으로 바꿔 채워 미생물 번식을 막는다.
17-1
가스크로마토그래피에서 칼럼의 효율이 높아지는 조건을 각각 골라 쓰시오.
(1) 고정상 필름의 두께 — ( 얇게 / 두껍게 )
(2) 칼럼의 내경 — ( 좁게 / 넓게 )
(3) 칼럼의 길이 — ( 짧게 / 길게 )
(1) 얇게
(2) 좁게
(3) 길게
[해설]
칼럼 효율은 이론단수 N으로 나타내며, N = L/H(L은 칼럼 길이, H는 이론단높이)이므로 단높이를 낮추거나 길이를 늘리면 효율이 오른다.
- 고정상 필름은 얇게 해야 시료가 액막을 드나드는 물질전달 저항이 줄어 피크가 날카로워진다.
- 칼럼 내경은 좁게 해야 시료가 고정상까지 가는 거리가 짧아져 단높이가 낮아진다.
- 칼럼 길이는 길게 해야 고정상과 접촉하는 기회가 늘어 이론단수가 길이에 비례해 커진다.
혼동 주의: 분리도는 √L에 비례하므로 길이를 두 배로 늘려도 분리도는 약 1.4배만 좋아지고 분석시간은 두 배가 된다.
17-1
납(Pb)이 녹아 나왔는지 확인하려고 시험용액에 크롬산칼륨 시액을 몇 방울 떨어뜨렸다. 시료에서 납이 용출된 경우 어떤 변화가 관찰되는지 쓰시오.
황색 침전(크롬산납)이 생긴다
[해설]
납 이온(Pb2+)은 크롬산 이온과 만나 물에 거의 녹지 않는 크롬산납을 만든다.
Pb2+ + CrO42− → PbCrO4↓
크롬산납은 안료로 쓰일 만큼 선명한 황색이어서 색깔로 납을 판정한다. 답안에서 색을 빼면 다른 백색 침전과 구별되지 않는다.
혼동 주의: 황화수소를 넣으면 흑색 황화납(PbS) 침전이, 요오드화칼륨을 넣으면 황색 요오드화납(PbI2) 침전이 생긴다.
17-1
아래 표는 식중독을 발생 원인에 따라 갈래지은 것이다. 빈칸 ①~⑩에 해당하는 원인균 또는 원인물질을 각각 쓰시오.
| 대분류 | 소분류 | 원인균 · 원인물질 |
|---|---|---|
| 세균성 식중독 | 감염형 | ① |
| 독소형 | ② | |
| 바이러스형 | ③ | |
| 자연독 식중독 | 식물성 | ④ |
| 동물성 | ⑤ | |
| 곰팡이독 | ⑥ | |
| 유해물질에 의한 식중독 | 고의로 넣거나 잘못 써서 들어간 것 | ⑦ |
| 의도치 않게 남거나 섞여 든 것 | ⑧ | |
| 가공 과정에서 새로 만들어지는 것 | ⑨ | |
| 조리기구나 용기·포장에서 옮아온 것 | ⑩ |
① 장염비브리오, 병원성 대장균, 살모넬라, 리스테리아 모노사이토제네스 등
② 황색포도상구균, 클로스트리디움 보툴리눔, 바실루스 세레우스 등
③ 노로바이러스, 아데노바이러스, 로타바이러스, A형간염바이러스 등
④ 무스카린(독버섯), 솔라닌(싹튼 감자), 아미그달린(청매) 등
⑤ 테트로도톡신(복어), 삭시톡신(섭조개), 베네루핀(모시조개) 등
⑥ 오크라톡신 A, 아플라톡신, 파툴린 등
⑦ 허용되지 않은 식품첨가물, 기준을 넘긴 농약·동물용의약품 등
⑧ 원료에 남은 잔류농약, 수은·카드뮴 같은 유해성 금속화합물 등
⑨ 아크릴아마이드, 벤조피렌, 3-MCPD, 퓨란 등
⑩ 용기에서 이행된 납·카드뮴 등 중금속, 비스페놀 A, 페놀·포름알데히드 등
[해설]
식중독은 원인이 미생물인가, 자연에 원래 있던 자연독인가, 사람이 다루는 과정에서 들어온 유해물질인가로 크게 나뉜다.
- 감염형 세균은 장관에서 증식해 발병하며 장염비브리오·병원성 대장균·살모넬라·리스테리아 모노사이토제네스가 해당한다.
- 독소형 세균은 식품 속에서 미리 만들어진 독소로 발병하며 황색포도상구균·클로스트리디움 보툴리눔·바실루스 세레우스가 해당한다.
- 바이러스형은 사람 장에서만 증식하며 노로·아데노·로타·A형간염바이러스가 해당한다.
- 식물성 자연독은 독버섯의 무스카린, 싹튼 감자의 솔라닌, 청매의 아미그달린이다.
- 동물성 자연독은 복어의 테트로도톡신, 섭조개의 삭시톡신, 모시조개의 베네루핀이다.
- 곰팡이독은 오크라톡신 A·아플라톡신·파툴린이다.
- 고의·오용 유해물질은 허용되지 않은 식품첨가물과 기준을 넘긴 농약·동물용의약품이다.
- 의도치 않은 잔류·혼입 물질은 원료에 남은 잔류농약과 수은·카드뮴 같은 유해성 금속화합물이다.
- 가공 중 생성 물질은 아크릴아마이드·벤조피렌·3-MCPD·퓨란이다.
- 기구·용기·포장 유래 물질은 이행된 납·카드뮴 등 중금속, 비스페놀 A, 페놀·포름알데히드다.
혼동 주의: 감염형은 잠복기가 길고 발열이 흔한 반면, 독소형은 이미 만들어진 독소를 먹어 잠복기가 짧다.
17-1
식품 가열에 쓰이는 전자레인지의 주파수는 2,450 MHz이고, 전자파가 진행하는 속도는 이다. 이 전자파의 파장은 몇 m인지 구하시오.
0.122 m
[해설]
전자파는 속도 = 주파수 × 파장 관계를 따르므로 파장은 속도를 주파수로 나누어 구한다. 답을 m로 요구했으므로 대입 전에 단위를 m·Hz로 맞춘다.
c = 3×1010 cm/s = 3×108 m/s, f = 2,450 MHz = 2.45×109 Hz
λ = c / f
λ = (3×108) / (2.45×109)
λ ≈ 0.122 m
혼동 주의: cm/s를 그대로 넣으면 12.24 cm가 나온다. 값은 같지만 요구 단위가 m이므로 0.122 m로 답한다.
다음 식품첨가물이 각각 어떤 용도로 쓰이는지 [보기]에서 골라 쓰시오. (용도명은 '~료', '~제' 형태로 쓰며, 같은 용도를 거듭 골라도 된다.)
[보기] 착색료, 산화방지제, 팽창제, 감미료, 산도조절제, 향미증진제, 증점제, 보존료, 발색제, 표백제, 추출용제
(1) 부틸히드록시아니솔(BHA)
(2) 카페인
(3) 식용색소청색 제2호
(4) 수크랄로스
(5) 소브산
(6) 구연산
(7) 자일리톨
(8) 사카린나트륨
(9) 무수아황산
(10) 메틸알코올
(1) 산화방지제
(2) 향미증진제
(3) 착색료
(4) 감미료
(5) 보존료
(6) 산도조절제
(7) 감미료
(8) 감미료
(9) 표백제(보존료·산화방지제로도 쓰임)
(10) 추출용제
[해설]
식품첨가물공전(식품첨가물의 기준 및 규격)에 실린 용도 분류 명칭을 그대로 적어야 하며, 기능을 풀어 쓰면 안 된다.
- 부틸히드록시아니솔(BHA) — 유지 산화의 연쇄반응을 끊는 페놀계 산화방지제다.
- 카페인 — 특유의 쓴맛으로 맛을 돋우는 향미증진제로 지정돼 있다.
- 식용색소청색 제2호 — 식품에 색을 더하는 타르계 착색료다.
- 수크랄로스·자일리톨·사카린나트륨 — 모두 단맛을 내는 감미료로, 수크랄로스와 사카린나트륨은 고감미 합성품이고 자일리톨은 당알코올이다.
- 소브산 — 곰팡이와 효모의 증식을 억제하는 보존료다.
- 구연산 — 식품의 pH를 낮추고 일정하게 유지하는 산도조절제다.
- 무수아황산 — 아황산염류로 주용도는 표백제이고, 보존료·산화방지제로도 쓰인다.
- 메틸알코올 — 원료에서 성분을 뽑아내는 추출용제로, 최종 식품에 남지 않아야 한다.
혼동 주의: 발색제(아질산나트륨 등)는 그 자체에 색이 없고 식품 성분의 색을 고정하는 것이며, 착색료는 색소 자체를 더하는 것이다.
HACCP 적용 12절차 가운데 준비단계 5절차와 그에 이어지는 7원칙을 각각 순서대로 쓰시오.
(1) 준비단계 5절차
① HACCP팀 구성 ② 제품설명서 작성 ③ 용도 확인 ④ 공정흐름도 작성 ⑤ 공정흐름도 현장 확인
(2) 7원칙
① 위해요소 분석 ② 중요관리점(CCP) 결정 ③ 중요관리점의 한계기준 설정 ④ 중요관리점별 모니터링 체계 확립 ⑤ 개선조치 방법 수립 ⑥ 검증절차 및 방법 수립 ⑦ 문서화 및 기록유지 방법 설정
[해설]
HACCP은 준비단계 5절차와 7원칙을 합친 12절차로 적용한다. 7원칙만 묻는 문항이라도 앞의 준비 5단계를 함께 외워 두어야 순서가 헷갈리지 않는다.
[준비단계 5절차] ① HACCP팀 구성 → ② 제품설명서 작성 → ③ 용도 확인 → ④ 공정흐름도 작성 → ⑤ 공정흐름도 현장 확인
① HACCP팀 구성 — 제조·품질·설비 등 각 부문 인력으로 팀을 짜고 역할을 정한다.
② 제품설명서 작성 — 제품명·원재료·성상·포장·유통조건 등을 문서로 확정한다.
③ 용도 확인 — 섭취 방법과 대상 소비자층(영유아·고령자 등 취약계층 포함 여부)을 확인한다.
④ 공정흐름도 작성 — 원료 입고부터 출하까지 전 공정과 작업장 평면도를 그린다.
⑤ 공정흐름도 현장 확인 — 작성한 흐름도가 실제 라인과 일치하는지 현장에서 대조한다.
[7원칙] ① 위해요소 분석 → ② 중요관리점(CCP) 결정 → ③ 한계기준 설정 → ④ 모니터링 체계 확립 → ⑤ 개선조치 방법 수립 → ⑥ 검증절차 및 방법 수립 → ⑦ 문서화 및 기록유지 방법 설정
원칙 1 위해요소 분석 — 원료·공정별로 생물학적·화학적·물리적 위해요소를 뽑아 발생 가능성과 심각성을 평가한다.
원칙 2 중요관리점(CCP) 결정 — 그 위해요소를 예방·제어하거나 허용 수준 이하로 낮출 수 있는 결정적 공정을 CCP로 정한다. 뒤 공정에서 잡을 수 있다면 CCP가 아니다.
원칙 3 중요관리점의 한계기준 설정 — CCP가 관리되고 있는지를 가르는 기준값(가열온도·시간·pH·수분활성도·금속검출기 감도 등)을 현장에서 곧바로 확인할 수 있는 값으로 정한다.
원칙 4 중요관리점별 모니터링 체계 확립 — 한계기준 준수 여부를 누가·언제·어떻게 확인할지 방법과 주기, 담당자를 정해 계속 감시한다.
원칙 5 개선조치 방법 수립 — 한계기준을 벗어났을 때 공정을 되돌리는 조치와 그사이 생산된 제품의 처리 방법을 미리 정해 둔다.
원칙 6 검증절차 및 방법 수립 — 계획이 의도대로 작동하는지 시험·기록 검토·유효성 평가로 주기적으로 확인한다.
원칙 7 문서화 및 기록유지 방법 설정 — 위 활동을 문서와 기록으로 남긴다. 기록이 없으면 관리했다는 사실을 증명할 수 없다.
원칙 1~2가 무엇을 어디서 막을지 정하는 단계, 3~5가 실제로 지키고 벗어나면 되돌리는 단계, 6~7이 제대로 돌아가는지 확인하고 남기는 단계다. 순서를 묻는 문항이므로 항목을 알아도 배열이 틀리면 감점된다.
근거: 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」 [별표 2] HACCP 적용 순서도.
17-1
가열농축 공정과 견주었을 때, 한외여과와 역삼투 같은 막분리를 이용한 농축이 갖는 특징을 3가지 서술하시오.
① 비가열 공정 — 열에 의한 성분 변화가 없다
② 상변화가 없어 소비 에너지가 적다
③ 막의 공경에 따라 원하는 성분만 골라 농축할 수 있다
[해설]
막분리 농축은 압력을 걸어 물만 막을 통과시키는 상온 공정이다. 물을 끓여 날리는 가열농축과 달리 열과 상변화가 끼어들지 않는다.
- 비가열 공정 — 단백질 변성, 비타민 파괴, 갈변, 향기성분 휘발 같은 열에 의한 성분 변화가 없다.
- 상변화 없음 — 물을 증기로 바꾸는 데 드는 증발잠열이 필요 없어 에너지 소비가 적다.
- 선택적 농축 — 막의 공경(분획분자량)을 고르면 원하는 크기의 성분만 남기거나 뺄 수 있다.
공경은 정밀여과 > 한외여과 > 나노여과 > 역삼투 순으로 작아진다. 한외여과는 단백질 같은 고분자를 걸러 내고, 역삼투는 저분자 용질까지 붙잡아 물만 빼낸다.
17-1
비타민과 무기질을 제외하고, 기능성 식품에 함유된 영양성분 3가지를 쓰시오.
① 식이섬유 ② 단백질 ③ 필수지방산
[해설]
「건강기능식품의 기준 및 규격」(건강기능식품공전)의 영양성분은 비타민·무기질·식이섬유·단백질·필수지방산으로 나뉜다. 비타민과 무기질을 빼면 나머지 세 가지가 답이다.
- 식이섬유 — 소화효소로 분해되지 않는 성분으로 배변 활동과 혈당·혈중 지질 개선에 관여한다.
- 단백질 — 근육·효소 등 체조직을 이루며 성장과 유지에 필요하다.
- 필수지방산 — 체내에서 합성되지 않아 식품으로 먹어야 하는 지방산으로 리놀레산·알파리놀렌산이 대표적이다.
혼동 주의: 홍삼·인삼 추출물처럼 기능성을 인정받은 원료는 기능성 원료로 따로 분류되므로 영양성분 답에 넣지 않는다.
17-1
농도가 35 %인 소금물 100 mL가 있다. 여기에 물을 더 부어 농도 5 %의 소금물로 만들려고 한다. 부어야 할 물이 몇 mL인지 구하시오.
600 mL
[해설]
물만 더하므로 희석 전후로 소금의 양은 변하지 않는다.
소금의 양 = 농도 × 용액량
넣을 물을 x mL라 하면 100 × 0.35 = (100 + x) × 0.05
35 = 5 + 0.05x
x = 30 ÷ 0.05 = 600 mL
혼동 주의: 묻는 것은 넣을 물의 양이다. 희석 후 전체 부피인 700 mL를 답으로 쓰면 안 된다.
17-1
찻잎을 발효시키는 과정에서 오렌지색과 붉은색을 띠는 색소가 만들어진다. 이때 생성되는 색소 2가지와, 이 반응을 일으키는 효소를 각각 쓰시오.
(1) 색소 — 오렌지색: 테아플라빈, 붉은색: 테아루비긴
(2) 효소 — 폴리페놀 산화효소
[해설]
홍차의 '발효'는 미생물 발효가 아니라, 찻잎 속 폴리페놀 산화효소가 카테킨을 산화·중합시키는 효소적 반응이다.
- 테아플라빈 — 중합 초기에 생기는 오렌지색(등황색) 색소로, 밝은 수색과 상쾌한 떫은맛을 낸다.
- 테아루비긴 — 산화가 더 진행되어 생기는 고분자 붉은색(적갈색) 색소로, 진한 수색을 만든다.
- 폴리페놀 산화효소 — 찻잎을 비벼 세포가 깨질 때 카테킨과 만나 산화를 일으키는 찻잎 자체의 효소다.
혼동 주의: 녹차는 딴 즉시 덖거나 쪄서 이 효소를 먼저 실활시키므로 이 색소들이 거의 생기지 않는다.