PTC(페닐티오카바마이드)

[해설]

PTC는 티오요소(N–C=S) 구조를 가진 물질로, 이 구조를 쓴맛으로 인식하는 수용체 유전자를 가진 사람은 매우 쓰게 느끼지만 그렇지 않은 사람은 거의 아무 맛도 느끼지 못한다. 후자를 미맹이라 하며, 미맹 여부는 유전으로 결정되므로 훈련으로 교정되지 않는다.

따라서 관능검사 패널을 선발할 때는 PTC 용액을 맛보게 하여 쓴맛을 감지하지 못하는 사람을 미리 제외한다. 같은 티오요소계인 PROP(6-n-프로필티오우라실)을 대신 쓰기도 한다.

(1) 단위 — CFU/g(액상 검체는 CFU/mL)

(2) 뜻 — 검체 1 g(1 mL) 안에 들어 있는 집락형성단위의 수

[해설]

CFU는 Colony Forming Unit, 곧 집락형성단위다. 평판에 자란 집락 하나를 균 하나로 세는 방식이므로 단위는 CFU/g 또는 CFU/mL가 된다.

'세균수'가 아니라 굳이 집락형성단위라고 부르는 이유는, 집락 하나가 반드시 세포 하나에서 비롯되었다고 단정할 수 없기 때문이다. 사슬이나 덩어리로 뭉친 균 여러 개가 자라도 집락은 하나로 보인다. 또 배양 조건에서 자라지 못하는 균은 살아 있어도 세지 못한다. 그래서 CFU는 주어진 배지와 조건에서 증식할 수 있는 균의 수를 뜻한다.

계산은 유효 범위 안의 집락수에 희석배수를 곱해 구한다. 예를 들어 $10^{3}$배 희석액 1 mL를 접종해 집락이 72개 나왔다면 $72 \times 10^{3} = 7.2 \times 10^{4}\ \mathrm{CFU/g}$이다.

16개

[해설]

부제탄소(비대칭탄소)는 서로 다른 원자단 4개가 붙은 탄소를 말한다. 포도당 $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$은 알도헥소스로, 사슬 구조에서 C1은 알데하이드기, C6은 $\mathrm{-CH_2OH}$라서 부제탄소가 아니고 C2·C3·C4·C5의 4개가 부제탄소다.

부제탄소가 $n$개이면 입체이성질체 수는 $2^n$개이므로

$2^4 = \mathbf{16}$개

이 16개가 D형 8개와 L형 8개로 나뉘며, D-글루코스·D-갈락토스·D-만노스 등이 그중 하나다. 참고로 고리 구조를 이루면 C1이 새로운 부제탄소(아노머 탄소)가 되어 α·β 두 형태가 더 생긴다.

①, ③

[해설]

① 스테비올배당체 — 국화과 식물인 스테비아(Stevia rebaudiana) 잎에서 뽑아 정제한 식물 유래 감미료다.

② 사카린 — 톨루엔 등 석유·석탄계 원료로 합성한 인공 감미료다.

③ 글리시리진산나트륨 — 감초(Glycyrrhiza) 뿌리의 단맛 성분인 글리시리진을 정제해 만든 식물 유래 감미료다.

④ 아스파탐 — 아스파트산과 페닐알라닌을 결합시켜 만든 디펩타이드계 합성 감미료다. 체내에서 페닐알라닌이 나오므로 페닐케톤뇨증 환자를 위한 표시가 필요하다.

따라서 식물에서 얻는 것은 ①과 ③이다. 자료에 따라 스테비올배당체를 '스테비아 올리고당 배당체', 글리시리진산나트륨을 '글리시리진나트륨'으로 적기도 하나, 바른 이름은 스테비올배당체와 글리시리진산나트륨이다.

(1) 히스티딘 요구성 Salmonella typhimurium 변이주

(2) 히스티딘

(3) 화학물질의 돌연변이 유발성(유전독성) 유무 — 이를 통한 발암 가능성 예측

[해설]

에임즈 시험에 쓰는 균주는 히스티딘을 스스로 만들지 못하도록 변이시킨 Salmonella typhimurium이다. 그래서 히스티딘을 뺀 최소배지에 뿌리면 균이 자라지 못한다. 여기에 시험물질을 함께 처리했을 때 돌연변이가 일어나 히스티딘 합성 능력이 되살아나면(복귀돌연변이) 집락이 자란다.

즉 대조군보다 집락 수가 뚜렷하게 많아지면 그 물질은 변이원성이 있다고 판정하며, 변이원성과 발암성의 상관이 높다는 점을 이용해 발암 가능성을 짧은 기간에 선별한다. 간에서 대사된 뒤에야 변이원성을 나타내는 물질을 잡기 위해 쥐의 간 효소 분획(S9 mix)을 함께 넣어 대사활성화 조건에서도 시험한다.

판에 따라 트립토판 요구성 Escherichia coli WP2 계열 균주를 함께 쓰기도 한다.

14.12 kg

[해설]

넣을 무수설탕을 $x\ \mathrm{kg}$이라 하면, 설탕은 순도 100 %이므로 넣은 양이 그대로 설탕 성분으로 더해지고 전체 질량도 그만큼 늘어난다.

전체 물질수지 : $100 + x = W$ ($W$는 만들어진 설탕물의 질량)

설탕 성분 수지 : $100 \times 0.03 + x = W \times 0.15$

두 식을 연립하면

$3 + x = (100 + x) \times 0.15$

$0.85x = 12 \quad \Rightarrow \quad x = \dfrac{12}{0.85} = 14.117\cdots$

따라서 첨가할 무수설탕은 14.12 kg이고, 만들어지는 설탕물은 114.12 kg이 된다.

검산하면 $\dfrac{3 + 14.12}{114.12} \times 100 = 15.0\,\%$로 조건과 맞는다.

(1) 개선조치 — 모니터링 결과 중요관리점(CCP)의 한계기준을 벗어났을 때 취하는 일련의 조치

(2) ① ○   ② ○   ③ ○

[해설]

개선조치는 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」의 7원칙 중 다섯째 원칙으로, 단순히 온도를 다시 낮추는 데서 끝나지 않는다. 개선조치에는 ① 이탈 원인의 제거, ② 관리 상태의 원상 복구, ③ 이탈 상태에서 만들어진 제품의 처리, ④ 재발 방지 대책과 기록이 모두 들어간다.

① 문이 열릴 때 밀려드는 더운 공기가 온도 이탈의 원인이므로 에어커튼 설치는 원인을 없애는 설비적 조치다. → ○

② 잦은 개폐라는 행위 자체가 원인이므로 작업자 교육은 재발을 막는 조치다. → ○

③ 이탈 시간대에 보관된 제품이 안전한지 확인하고 그 결과에 따라 출고·재가공·폐기를 정하는 것은 영향받은 제품의 처리에 해당한다. → ○

세 가지 모두 개선조치의 구성요소를 나누어 맡고 있으므로 적합하다. 1~2 ℃의 경미한 이탈이라 하여 기록 없이 넘기거나, 원인을 그대로 둔 채 온도만 다시 맞추는 것은 개선조치로 인정되지 않는다.

집락이 배지 표면으로 번져 자라는 확산집락이 생기는 것을 막기 위해서

[해설]

혼합·응고 후에도 일부 균은 배지 표면에 남는다. 표면의 균은 자라면서 사방으로 퍼져 확산집락(spreader)을 만들고, 이것이 이웃 집락을 덮어 버리면 집락 하나하나를 셀 수 없게 되어 균수가 실제보다 적게 계산된다. 표면이 마르면서 집락 모양이 뭉개지는 문제도 있다.

얇은 덧층을 씌우면 균이 모두 배지 속에서 자라 크기가 고른 렌즈 모양 집락이 되고, 서로 떨어져 형성되므로 계수의 정확도가 높아진다. 곰팡이 등 호기성이 강한 균의 표면 증식을 억제하는 효과도 있다.

① 인산 이온($\mathrm{PO_4^{3-}}$)

② 황산 이온($\mathrm{SO_4^{2-}}$)

③ 염화 이온($\mathrm{Cl^-}$)

[해설]

식품의 산성·알칼리성은 맛이 아니라 태우고 남은 재(회분)를 물에 녹였을 때의 액성으로 가른다.

인(P)·황(S)·염소(Cl) 같은 비금속 원소가 많은 식품은 회분이 인산·황산·염산의 형태가 되어 산성을 띤다. 곡류, 육류, 어류, 달걀노른자가 여기에 해당하며, 특히 황은 단백질의 함황아미노산(메싸이오닌·시스테인)에서 나온다.

반대로 칼슘·마그네슘·칼륨·나트륨 같은 금속 원소가 많은 채소·과일·해조류·우유는 알칼리성식품이다. 귤이나 식초처럼 먹을 때 신 것도 유기산이 대사되어 없어지고 금속 원소만 남으므로 알칼리성식품으로 분류된다.

산성을 나타내는 원소로는 위의 셋 외에 요오드(I), 브로민(Br)도 함께 든다.

(1) 배지 — 포테이토 덱스트로오즈 한천배지(DRBC 한천배지, DG18 한천배지도 사용)

(2) 유효 집락수 — 10~150개

[해설]

진균수 시험은 효모와 사상균을 함께 세는 시험으로, 세균 시험과 배지·계수 범위가 다르다.

① 포테이토 덱스트로오즈 한천배지(PDA)는 감자 침출액과 포도당으로 만든 기본 진균용 배지다.

② DRBC 한천배지는 다이클로란과 로즈벵갈, 클로람페니콜을 넣어 세균의 증식과 사상균의 과도한 확산을 억제한 선택배지다.

③ DG18 한천배지는 글리세롤로 수분활성도를 낮춘 배지로, 건조식품처럼 $A_w$가 낮은 시료의 내건성 진균을 볼 때 쓴다.

계수는 집락이 10~150개 생긴 평판을 골라 하며, 사상균은 균사가 퍼져 집락이 커지므로 세균보다 좁은 범위를 쓴다.

(1) 산화방지제

(2) 향미증진제

(3) 착색료

(4) 감미료

(5) 보존료

(6) 산도조절제

(7) 감미료

(8) 감미료

(9) 표백제(보존료·산화방지제로도 쓰임)

(10) 추출용제

[해설]

식품첨가물의 용도는 「식품첨가물의 기준 및 규격」(식품첨가물공전)의 품목별 사용기준에 정해져 있다. 답은 공전에 실린 용도 분류 명칭 그대로 적어야 하며 '단맛을 낸다'처럼 기능을 풀어 쓰면 안 된다.

(1) 부틸히드록시아니솔(BHA) — 유지의 자동산화에서 생기는 유리라디칼에 수소를 내주어 연쇄반응을 끊는 페놀계 산화방지제다. BHT·TBHQ·몰식자산프로필도 같은 계열이다.

(2) 카페인 — 특유의 쓴맛으로 제품의 맛과 향을 돋우는 향미증진제로 지정되어 있다. 글루탐산나트륨(MSG)도 같은 분류다.

(3) 식용색소청색 제2호 — 타르계 착색료다. 이름에 '식용색소'가 붙은 첨가물은 모두 착색 목적으로 보면 된다.

(4) 수크랄로스 — 설탕의 약 600배 단맛을 내면서 열량이 없는 감미료다. 아스파탐·아세설팜칼륨·스테비올배당체와 같은 무리다.

(5) 소브산(소르빈산) — 곰팡이와 효모의 증식을 억제하는 보존료다. 산성 영역에서 비해리형이 많아져 효력이 커진다.

(6) 구연산 — 식품의 pH를 낮추거나 일정하게 유지하는 산도조절제다. 금속이온을 붙잡는 킬레이트 작용으로 산화방지를 돕기도 하지만 분류상 주용도는 산도조절제다.

(7) 자일리톨 — 자작나무 등에서 얻는 당알코올계 감미료다. 충치균이 이용하지 못해 껌·구강 제품에 쓰인다.

(8) 사카린나트륨 — 설탕의 약 300배 단맛을 내면서 열량이 없는 합성 감미료로, 사용 대상 식품과 사용량이 품목별로 제한되어 있다.

(9) 무수아황산 — 아황산염류의 하나로 표백제이자 미생물 증식을 억제하는 보존료, 효소적 갈변을 막는 산화방지제로 두루 쓰인다. 용도가 여럿이므로 하나만 적기보다 함께 적는 편이 안전하다.

(10) 메틸알코올 — 원료에서 특정 성분을 뽑아낼 때 쓰는 추출용제다. 최종 식품에는 남지 않아야 하므로 가공보조제로 분류되며 잔류량 기준이 따로 있다.

보기의 발색제(아질산나트륨 등)는 그 자체에 색이 없으나 식품 성분과 반응해 색을 고정·강화하는 것이고, 착색료는 색소 자체를 더하는 것이라는 점에서 구분된다.

기출은 이 목록에서 일부씩 묶어 물었다 — 25-3·20-2는 부틸히드록시아니솔·카페인·식용색소청색 제2호·수크랄로스·소브산 5개, 22-2는 구연산·자일리톨·부틸히드록시아니솔 3개, 17-1은 사카린나트륨·부틸히드록시아니솔·구연산·무수아황산·메틸알코올·자일리톨 6개다.

(1) n — 검사에 사용하는 시료의 개수

(2) c — m을 넘고 M 이하인 결과가 나와도 허용되는 시료의 최대 개수(최대허용시료수)

(3) m — 적합으로 판정하는 미생물 수의 기준값(허용기준치)

(4) M — 어떤 시료도 넘어서는 안 되는 미생물 수(최대허용한계치)

[해설]

「식품의 기준 및 규격」(식품공전)은 미생물 규격을 정성(검출/불검출)뿐 아니라 2단계 또는 3단계 성적판정법으로도 정한다. 이때 쓰는 기호가 n, c, m, M이다.

판정은 다음과 같이 한다.

① n개 시료의 결과가 모두 m 이하이면 적합이다.

② m을 넘고 M 이하인 시료가 c개 이하이면 적합이다.

③ 하나라도 M을 넘으면, 또는 m을 넘는 시료가 c개를 넘으면 부적합이다.

m과 M은 특별한 언급이 없으면 검체 1 g 또는 1 mL당 집락수(CFU)를 뜻한다. c가 0인 규격(2단계)은 m을 넘는 시료가 하나도 없어야 한다는 뜻이다.

(1) 0.999

(2) 0.100 mg KOH/g

[해설]

(1) 역가

역가는 표시 농도에 대해 실제로 잡힌 농도의 비다. 안식향산은 카복실기가 하나뿐인 1가 산이므로 1 eq = 122.12 g이다.

$\text{eq} = \dfrac{0.244}{122.12} = 1.998 \times 10^{-3}\ \mathrm{eq}$

이만큼을 중화하는 데 필요한 0.1 N KOH의 이론 부피는

$V = \dfrac{1.998 \times 10^{-3}}{0.1} = 0.019980\ \mathrm{L} = 19.980\ \mathrm{mL}$

$F = \dfrac{19.980}{20} =$$0.999$

역가가 1보다 아주 조금 작으므로 이 용액은 0.1 N보다 미세하게 묽다.

(2) 산가

산가는 시료 1 g에 들어 있는 유리지방산을 중화하는 데 필요한 KOH의 mg 수다. KOH의 분자량이 56.11이므로

$\mathrm{AV} = \dfrac{56.11 \times (A - B) \times N \times F}{S}$

($A$ 본시험 적정량[mL], $B$ 공시험 적정량[mL], $N$ KOH 노르말농도, $F$ 역가, $S$ 시료량[g])

$\mathrm{AV} = \dfrac{56.11 \times (1.1 - 1.0) \times 0.1 \times 0.999}{5.6} = 0.1001 \approx$$0.100\ \mathrm{mg\,KOH/g}$

공시험값을 빼는 것은 시약과 용매 자체가 소비한 알칼리를 덜어 내기 위해서다. 산가의 단위는 mg KOH/g이며, 일부 교재에 mg/g으로만 인쇄되어 있으나 정의상 무엇의 mg인지를 밝혀 KOH를 함께 적는 것이 옳다.

안식향산의 분자량을 122.13으로 잡아도 역가는 0.99894, 산가는 0.10009가 되어 요구된 소수점 셋째 자리까지의 답은 달라지지 않는다. 다만 $\mathrm{C_7H_6O_2}$의 실제 분자량은 122.12이다.

① 세균수

② 대장균군

③ 벤조피렌

[해설]

자가품질검사 항목은 식품유형별로 고시된 별표에 따라 정해지며, 그 식품에서 문제가 될 가능성이 가장 큰 위해요소를 항목으로 삼는다.

① · ② 식용얼음은 그대로 먹거나 음료에 넣는 제품이라 원수·제빙기·보관용기를 통한 미생물 오염이 핵심 위해요소다. 따라서 오염의 총량을 보는 세균수와 분변·환경 오염의 지표인 대장균군을 본다. 표의 빙과가 같은 두 항목을 검사하는 것도 같은 이유다.

③ 참기름은 참깨를 높은 온도로 볶아 짜는 과정에서 벤조피렌이 생길 수 있어 이를 검사한다. 들기름도 같은 이유로 벤조피렌을 보되, 불포화도가 높아 산패가 빠른 특성 때문에 산화방지제 사용 여부까지 함께 확인한다.

① 제품명, 제조연월일, 소비기한 등 제품을 특정할 수 있는 사항

② 회수사유

③ 회수방법

[해설]

「식품위생법 시행규칙」 제59조(위해식품등의 회수계획 및 절차 등) 제1항은 회수계획에 담아야 할 사항을 다음 7가지로 정하고 있다.

㉠ 제품명, 제조연월일, 소비기한

㉡ 회수계획량(위해식품등으로 판명될 당시의 소비량과 소비기한 등을 고려해 산출한다)

㉢ 회수사유

㉣ 회수방법

㉤ 회수기간 및 예상 소요기간

㉥ 회수되는 식품등의 폐기 등 처리방법

㉦ 회수사실을 국민에게 알리는 방법

답안에는 이 가운데 3가지를 쓰면 된다. 유통기한 표시가 소비기한으로 바뀌었으므로 ㉠은 소비기한으로 쓰는 것이 현행 표기다.

약 0.63분

[해설]

$Z$값은 D값을 10분의 1로 줄이는 데 필요한 가열온도의 상승폭이다. 반대로 온도가 $Z$만큼 내려가면 D값은 10배가 된다. 두 온도의 D값 사이에는 다음 관계가 성립한다.

$\log \dfrac{D_{T_1}}{D_{T_2}} = \dfrac{T_2 - T_1}{Z}$

121 ℃에서 116 ℃로 5 ℃ 낮아졌고 $Z = 10\ ^\circ\mathrm{C}$이므로

$D_{116} = D_{121} \times 10^{\frac{121 - 116}{10}} = 0.2 \times 10^{0.5}$

$= 0.2 \times 3.1623 = \mathbf{0.63}\ \text{분}$

온도를 5 ℃ 낮추면 같은 살균 효과를 내는 데 걸리는 시간이 약 3.16배로 늘어난다는 뜻이다. 답을 0.6분으로 적은 자료가 있으나, $0.2 \times \sqrt{10} = 0.632$이므로 반올림하면 0.63분이 맞다.

(1) TBA 시험(TBA가 측정법)

(2) 2차 산화생성물인 말론알데하이드를 정량하여 유지의 산패 정도를 판정한다.

[해설]

불포화지방산이 산화되면 1차 생성물인 하이드로과산화물이 생기고, 이것이 다시 분해되어 2차 생성물인 말론알데하이드(MDA)가 만들어진다. 산성 조건에서 가열하면 MDA 1분자에 TBA 2분자가 결합해 안정한 적색 복합체를 이루므로, 이 색소를 분광광도계로 532~535 nm에서 측정하면 MDA의 양을 알 수 있다.

측정값이 클수록 산화가 많이 진행된 것이므로 TBA 시험은 유지 및 유지 함유 식품의 산패도 지표로 쓰인다. 1차 산화생성물을 보는 과산화물가(POV)와 달리 2차 산화생성물을 보기 때문에 두 지표는 서로 보완적으로 쓰인다. 산패가 상당히 진행되면 POV는 오히려 떨어지지만 TBA가는 계속 올라간다.

α-아미노산이 α-디카보닐 화합물과 만나 탈탄산·탈아미노되면서, 원래 아미노산보다 탄소가 하나 적은 알데하이드와 이산화탄소, 아미노 화합물(암모니아)이 생기는 반응이다. 이때 생긴 알데하이드가 가열 식품 특유의 향을 낸다.

[해설]

마이야르 반응은 초기(아마도리 전위) → 중간(탈수·분해로 디카보닐 화합물 생성) → 최종(중합으로 멜라노이딘 생성)의 세 단계로 나눈다. 스트레커 분해는 중간 단계에서 만들어진 α-디카보닐 화합물이 α-아미노산을 산화적으로 분해하는 반응이다. 색소가 만들어지는 최종 단계에서 일어난다고 설명한 자료가 있으나, 디카보닐 화합물이 생긴 뒤 멜라노이딘이 중합되기 전에 일어나므로 중간 단계로 보는 것이 옳다.

생성물은 탄소 수가 하나 적은 알데하이드(스트레커 알데하이드) + 이산화탄소 + 아미노 화합물이다. 예를 들어 류신에서는 3-메틸부탄알, 발린에서는 2-메틸프로판알이 생기며 이들이 빵·커피·볶은 곡류의 고소한 향을 이룬다. 반응으로 나온 아미노케톤끼리 축합하면 피라진류가 생겨 구운 향이 더해지고, 아미노 화합물은 다시 갈변 반응으로 들어가 색소 형성을 촉진한다.

① 10 ℃ 이하

② -2~5 ℃

③ -18 ℃ 이하

[해설]

운송 단계의 온도 기준은 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」(HACCP 고시)의 실시상황평가표 중 운송 항목에 규정되어 있다. 냉장식품은 10 ℃ 이하, 냉동식품은 -18 ℃ 이하로 유지해야 하고, 가금육은 별도로 -2~5 ℃로 관리한다.

가금육을 '5 ℃ 이하'로 적은 자료가 있으나 이는 보관시설(냉장·냉동시설·설비 관리) 조항의 값을 운송 기준에 잘못 옮긴 것이다. 그 조항은 신선편의식품·훈제연어·가금육을 5 ℃ 이하로 정하고 있어 혼동하기 쉽다. 운송 기준의 가금육 값은 하한이 있는 범위형이며, 식품공전의 보존 및 유통온도에서도 식육 중 가금육은 -2~5 ℃로 정해져 있어 서로 어긋나지 않는다.

빙점 아래로 살짝 내려가는 -2 ℃를 하한으로 둔 것은, 가금육을 얼리지 않으면서도 미생물 증식을 최대한 늦추기 위해 빙온에 가깝게 관리한다는 뜻이다.

멸균 생리식염수

[해설]

희석액은 균을 죽이거나 늘리지 않고 수를 그대로 유지한 채 묽히는 것이 목적이다. 그래서 영양분이 없고 세포와 삼투압이 맞으며 중성인 액을 쓴다. 멸균 생리식염수(0.85~0.9 % NaCl)가 대표적이고, 멸균 인산완충희석액이나 멸균 펩톤희석액도 같은 목적으로 인정된다.

증류수를 그대로 쓰면 삼투압 차이로 세포가 터져 균수가 실제보다 적게 나오고, 영양배지를 쓰면 희석하는 동안 균이 늘어 결과가 부풀려진다. 희석 후에는 균수가 변하기 전에 곧바로 배지에 접종해야 한다.