2025년 식품안전기사실기(필답형) 2회차

(1) 고온

(2) 빠르게, 증가

(3) 많이

[해설]

유지 경화는 니켈 촉매 표면에서 수소가 불포화지방산의 이중결합에 붙는 기체·액체·고체 삼상 반응이다.

• 반응 온도는 고온일수록 분자 충돌이 잦아지고 활성화 에너지를 넘는 분자가 많아져 빨라진다.
• 교반을 빠르게 하면 수소가 유지에 잘 녹아 촉매 표면까지 전달되므로 반응속도가 증가한다.
• 촉매를 많이 넣으면 반응이 일어나는 활성 표면적이 넓어져 빨라진다.

혼동 주의: 불포화도 높은 것부터 골라 수소화하는 선택성은 고온·저수소압·느린 교반에서 커지므로, 교반은 반응속도와 반대 방향이다.

① 삼투압에 의한 원형질 분리 — 균체에서 물이 빠져나가 세포가 죽는다.

② 수분활성도 저하 — 식염이 물을 붙잡아 미생물이 쓸 수 있는 물을 줄인다.

③ 산소 용해도 감소 — 녹아 있는 산소가 줄어 호기성 세균이 자라지 못한다.

[해설]

염장은 한 가지 원리가 아니라 여러 작용이 겹쳐 미생물을 억제한다. 표준적으로 드는 항목은 다음 네 가지이며, 이 중 세 가지를 쓰면 된다.

① 삼투압 — 식염이 녹아 만든 높은 삼투압 때문에 균체 안의 물이 밖으로 빠져나가고, 원형질이 세포벽에서 분리되어 미생물이 죽거나 증식을 멈춘다.

② 수분활성도 저하 — 식염이 물과 수화하면서 자유수를 결합수로 바꾸어 미생물이 이용할 수 있는 물을 줄인다. 포화 식염수의 수분활성도는 약 0.75까지 내려간다.

③ 산소 용해도 감소 — 식염 농도가 높아지면 물에 녹는 산소량이 줄어 호기성 부패세균의 생육이 억제된다.

④ 염소이온의 방부작용 — 해리된 염화이온 자체가 미생물의 효소계와 세포막 기능을 교란한다.

다만 Staphylococcus aureus 같은 내염성 세균이나 호염성 세균, 내삼투압성 효모는 높은 식염 농도에서도 견디므로 염장만으로 안전이 보장되지는 않는다.

1.000

[해설]

중화점에서는 산과 염기의 그램당량수가 같으므로 역가까지 반영한 N·V·F 값이 서로 같다.

N₁V₁F₁ = N₂V₂F₂
0.1 × 20 × 1.010 = 0.1 × 20.20 × F
F = 2.02 ÷ 2.02 = 1.000

역가 1.000은 이 염산의 실제 농도가 표시 농도 0.1 N과 정확히 같다는 뜻이다.

① 16

② 질소계수(6.25)

③ 킬달(Kjeldahl)

④ 분해

⑤ 중화

[해설]

식품 단백질의 질소 함량은 평균 16 %이므로, 질소량을 잰 뒤 단백질량으로 거꾸로 환산한다.

질소계수 = 100 ÷ 16
= 6.25
조단백질(%) = 질소(%) × 6.25

• 분해 — 진한 황산과 촉매로 가열해 유기질소를 황산암모늄으로 바꾼다.
• 중화 — 수산화나트륨을 넣어 알칼리성으로 만들고 암모니아를 유리시킨다.
• 증류 — 유리된 암모니아를 붕산 용액에 받아 모은다.
• 적정 — 포집액을 표준산으로 적정해 질소량을 구한다.

킬달법에서는 알칼리로 중화해야 암모니아가 날아가므로 중화가 증류보다 앞선다.

(1) 붉은색

(2) 가스를 생성한다(+)

[해설]

TSI 배지는 유당·서당 각 10 g, 포도당 1 g과 지시약 페놀레드(산성은 노랑, 알칼리성은 빨강)가 든 감별배지다.

• 사면부 붉은색 — 살모넬라는 적은 양의 포도당만 분해해 산이 곧 소모되고, 공기와 닿는 사면은 단백질 분해로 알칼리가 되어 붉은색으로 남는다.
• 가스 생성 — 고층부에서 포도당을 발효하며 가스를 만들어 기포가 생기거나 배지가 갈라진다.

살모넬라의 전형 반응은 K/A(사면 알칼리/고층 산)에 가스 양성이며, 황화수소도 만들어 고층부가 검게 변한다.

(1) D-만노스(D-mannose)

(2) 피셔 투영식으로 그리면 맨 위가 알데하이드기($\mathrm{CHO}$), 맨 아래가 $\mathrm{CH_2OH}$이고, 2번 탄소와 3번 탄소의 $\mathrm{OH}$가 왼쪽, 4번 탄소와 5번 탄소의 $\mathrm{OH}$가 오른쪽에 놓인다.

[해설]

에피머란 부제탄소(비대칭 탄소)를 두 개 이상 가진 입체이성질체 가운데 단 하나의 부제탄소에서만 배치가 다른 짝을 말한다. D-글루코스를 기준으로 2번 탄소가 뒤집힌 것이 D-만노스, 4번 탄소가 뒤집힌 것이 D-갈락토스다.

D-글루코스는 2·4·5번 탄소의 $\mathrm{OH}$가 오른쪽, 3번 탄소의 $\mathrm{OH}$가 왼쪽이다. 여기서 2번 탄소의 $\mathrm{H}$와 $\mathrm{OH}$의 좌우만 맞바꾸면 D-만노스가 된다.

소독에 쓴 염소계 소독제가 원료나 제품 표면에 남으면 그대로 식품으로 옮겨져 화학적 위해요소가 되고, 이취·변색 등 품질 저하도 일으킨다. 따라서 잔류 염소를 씻어 내기 위해 소독 뒤 헹굼 과정을 두어야 한다.

[해설]

차아염소산나트륨은 미생물을 없애지만, 식품에 남으면 그 자체가 화학적 위해요소가 된다.

원료 표면에 남은 염소는 식품과 함께 섭취되고, 유기물과 반응해 이취·변색 같은 품질 저하도 일으킨다. 그래서 소독 뒤 헹굼으로 잔류 염소를 씻어 내야 한다.

이에 따라 중요관리점도 생물학적 위해요소만 보던 CCP-1B에서 화학적 위해요소까지 관리하는 CCP-1BC로 바뀌었고, 한계기준은 유리잔류염소 불검출로 강화되었다.

(1) 소비기한 : 식품 등에 표시된 보관방법을 준수할 경우 섭취하여도 안전에 이상이 없는 기한

(2) 품질유지기한 : 식품의 특성에 맞는 적절한 보존방법이나 기준에 따라 보관할 경우 해당 식품 고유의 품질이 유지될 수 있는 기한

(3) 유통기한 : 제품의 제조일로부터 소비자에게 판매하는 것이 허용되는 기한

[해설]

「식품 등의 표시기준」은 세 기한을 무엇을 보증하는지에 따라 구분한다.

• 소비기한 — 표시된 보관방법을 지키면 섭취해도 안전에 이상이 없는 한계로, 안전 기준이다.
• 품질유지기한 — 적절히 보관하면 고유의 품질이 유지되는 기한이라, 지나도 곧바로 못 먹게 되는 것은 아니다.
• 유통기한 — 제조일로부터 판매가 허용되는 기한으로, 판매자 기준이다.

2023년 1월 1일부터 유통기한 대신 소비기한을 표시한다. 품질유지기한은 장류·잼류·통조림처럼 변질 우려가 적은 식품에 쓴다.

0.6

[해설]

무게 변화가 없다는 것은 곶감과 용기 안 공기가 수분을 주고받지 않는 평형 상태라는 뜻이다. 이때 곶감의 평형상대습도(ERH)는 용기 안 상대습도와 같다.

A_w = ERH(%) ÷ 100
A_w = 60 ÷ 100 = 0.6

수분활성도는 같은 온도에서 순수한 물의 증기압에 대한 식품 속 물의 증기압 비(P/P₀)이다.

② — 리파아제는 지방을 분해해 치즈의 풍미를 내는 효소일 뿐 단백질 응고에는 관여하지 않는다. 응고를 일으키는 것은 레닌(키모신)이다.

[해설]

치즈의 응유는 두 단계로 일어난다. 먼저 레닌(키모신)이 카제인 미셀 표면의 카파카제인을 잘라 당사슬이 붙은 친수성 부분(글리코마크로펩타이드)을 떼어낸다. 그러면 미셀끼리 밀어내던 힘이 사라지고, 이어서 칼슘 이온이 파라카제인을 다리처럼 이어 붙여 커드가 형성된다. 여기서 리파아제가 하는 일은 지방 분해에 의한 풍미 형성뿐이므로, 리파아제를 응고 목적의 첨가물로 서술한 ②가 틀렸다.

나머지 보기는 다음과 같이 옳다.

① 카파카제인에 결합된 올리고당 부분을 떼어내야 미셀의 안정성이 깨져 응고가 시작된다.

③ 칼슘은 미셀 안에서 인산과 함께 콜로이드성 인산칼슘을 이루어 카제인 분자를 묶어 준다.

④ 카파카제인은 미셀 표면에서 음전하를 띤 친수성 층을 만들어 미셀끼리 반발하게 하므로, 우유가 저절로 응고되지 않게 지켜 준다.

⑤ 등전점(pH 4.6)에 가깝게 산도를 높이고 레닌의 최적 온도대(약 30 ~ 40 ℃)로 데우면 응고가 빨라진다.

(1) 보라색(자주색)

(2) 붉은색(분홍색)

[해설]

그람염색은 크리스탈바이올렛 1차 염색 → 요오드 매염 → 알코올 탈색 → 사프라닌 대조염색 순서로 진행한다.

• 그람양성균은 두꺼운 펩티도글리칸층이 탈색 단계에서도 색소-요오드 복합체를 붙잡고 있어 1차 염색 색인 보라색으로 남는다.
• 그람음성균은 펩티도글리칸층이 얇고 외막이 알코올에 녹아 색이 빠진 뒤, 사프라닌에 물들어 붉은색으로 보인다.

외우는 요령: 양성균은 처음 물들인 색(보라), 음성균은 마지막에 물들인 색(빨강)으로 보인다.

① 가열살균 공정

② 생물학적

[해설]

HACCP에서는 위해요소를 생물학적·화학적·물리적으로 나누며, 한계기준 121 ℃·10~20분은 캔 제품의 가열살균 조건이다.

가열살균 공정은 밀봉한 캔을 터널형 살균기에 통과시키며 가열해, 저산성인 커피 캔 속의 균을 죽이는 공정이다. 관리 대상이 살모넬라 등 식중독균이므로 생물학적 위해요소이고, CCP-B로 표기한다.

혼동 주의: 로스팅은 원두를 볶는 전처리 공정이라 121 ℃·10~20분이라는 한계기준과 맞지 않는다.

(1) 가로축을 수분활성도, 세로축을 수분함량(%)으로 잡으면 두 곡선 모두 S자(시그모이드) 모양이 되고, 같은 수분활성도에서 탈습곡선이 흡습곡선보다 위에 놓여 두 곡선이 고리(loop)를 이룬다.

(2) 정의 : 같은 수분활성도인데도 탈습곡선과 흡습곡선의 수분함량이 일치하지 않고 어긋나는 현상

(3) 발생 이유 : 건조(탈습) 과정에서 조직이 수축하고 모세관·공극이 변형되며 용해성 성분이 결정화되어, 다시 흡습시켜도 수분이 들어갈 자리가 줄어 원래만큼 수분을 잡지 못하기 때문

[해설]

등온흡습곡선은 일정 온도에서 식품의 수분함량과 수분활성도의 관계를 나타낸 것으로, 낮은 수분활성도부터 세 영역으로 나뉜다.

① A 영역(결합수) — 식품 성분의 극성기에 단분자층으로 강하게 붙은 물이며, 미생물이 이용할 수 없고 용매로도 작용하지 않는다.

② B 영역(준결합수) — 단분자층 바깥에 다분자층으로 쌓인 물이다.

③ C 영역(자유수) — 모세관에 응축되어 자유롭게 움직이는 물로, 미생물 증식과 화학반응에 쓰인다. 수분함량이 조금만 늘어도 수분활성도가 크게 오른다.

말리면서 얻은 곡선(탈습)과 다시 물을 먹이면서 얻은 곡선(흡습)이 겹치지 않는 것이 이력현상이다. 같은 수분활성도에서 탈습 쪽 수분함량이 더 크고, 뒤집어 보면 같은 수분함량이라도 흡습을 거친 쪽의 수분활성도가 더 높다. 건조식품을 복원했을 때 처음 같은 상태로 돌아가지 않고 미생물학적으로 더 불안정해지는 것이 이 때문이다.

가로축을 상대습도(%)로 그린 그림도 있는데, $\mathrm{RH}(\%) = A_{w} \times 100$ 이므로 눈금 표기만 다를 뿐 같은 곡선이다.

(1) 크게 한다

(2) 크게 한다

(3) 빠르게 한다

(4) 작게 한다

[해설]

레이놀즈수가 커질수록 흐름이 난류가 되며, 레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비다.
Re = ρvD / μ

• 안지름 D — 분자에 있으므로 크게 한다.
• 밀도 ρ — 분자에 있으므로 크게 한다.
• 유속 v — 분자에 있으므로 빠르게 한다.
• 점성계수 μ — 분모에 있으므로 작게 한다.

판정 기준은 Re 2,100 이하면 층류, 4,000 이상이면 난류이고 그 사이는 천이영역이다.

① 5

② 90

[해설]

D값은 일정 온도에서 균수를 1/10로 줄이는 데 걸리는 시간이라, 1 D 동안 균의 90 %가 죽고 로그 균수가 1 줄어든다.

감소한 D 수 = log N₀ − log N
= log 10¹² − log 10⁷
= 12 − 7 = 5 D

혼동 주의: 90 %는 죽는 비율이고, 1 D 뒤에 살아남는 균은 10 %다.

원료의 pH가 4.6 이하인 산성식품이어서, 가열살균에서 가장 문제가 되는 Clostridium botulinum의 아포가 발아·증식하지 못하고 내열성도 약해지기 때문이다. 그래서 고온·고압 멸균 없이 100 ℃ 이하의 살균만으로 안전성이 확보된다.

[해설]

식품공전은 pH 4.6을 넘는 저산성식품에만 멸균을 요구하고, pH 4.6 이하의 산성식품은 살균으로 갈음할 수 있게 한다.

토마토·복숭아·배·오렌지는 유기산이 많아 pH 4.6 이하의 산성식품이다. 이 조건에서는 가장 내열성이 강한 위험균인 Clostridium botulinum의 아포가 발아·증식하지 못하고 내열성도 약해져 독소를 만들 수 없다.

남는 곰팡이·효모·유산균은 내열성이 낮아 100 ℃ 이하 가열로 충분히 죽는다.

혼동 주의: pH 4.6을 넘는 저산성 통조림은 보툴리누스균 때문에 121 ℃ 계열의 고온·고압 멸균이 필요하다.

① 체분별법

② 여과법

③ 와일드만 플라스크법

[해설]

「식품의 기준 및 규격」 제8. 일반시험법의 식품일반시험법 중 이물시험법에는 일반이물 4가지와 특정 이물 2가지가 규정되어 있다. 시료의 성상과 찾으려는 이물의 성질에 따라 골라 쓴다.

[일반이물]

① 체분별법 — 시료가 미세한 가루인 경우 체로 쳐서 걸러진 이물을 확인한다.

② 여과법 — 시료가 액체이거나 물에 잘 녹는 경우 녹인 뒤 여과해 여과지 위의 이물을 본다.

③ 와일드만 플라스크법 — 이물이 유기용매에 잘 젖어 떠오르는 성질을 이용한다. 물과 섞이지 않는 용매를 넣고 흔들어 이물을 용매층으로 띄운 다음 플라스크 목 부분에서 그 층만 받아 검사한다.

④ 침강법 — 모래·흙처럼 비중이 큰 이물을 가라앉혀 시료와 분리한다.

[특정 이물]

⑤ 금속성 이물(쇳가루) 시험법 — 자석으로 채취해 정량한다.

⑥ 김치 중 기생충(란) 시험법 — 김치류의 기생충 및 기생충란을 확인한다.

발문이 3가지를 요구하므로 위 여섯 가지 가운데 어느 세 가지를 써도 정답이다.

① 영업장 관리

② 위생 관리

③ 제조 · 가공 시설 · 설비 관리

④ 용수 관리

⑤ 검사 관리

[해설]

선행요건은 HACCP을 적용하기 전에 갖춰야 할 위생관리 기반이며, 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」의 선행요건 평가항목은 모두 여덟 가지다.

① 영업장 관리 ② 위생 관리 ③ 제조 · 가공 시설 · 설비 관리 ④ 냉장 · 냉동 시설 · 설비 관리 ⑤ 용수 관리 ⑥ 보관 · 운송 관리 ⑦ 검사 관리 ⑧ 회수프로그램 관리

발문이 제외하라고 한 회수프로그램 관리를 빼면 일곱 가지가 남으므로, 그 가운데 아무 다섯 가지를 써도 정답이다. 위 답안 대신 냉장 · 냉동 시설 · 설비 관리나 보관 · 운송 관리를 넣어도 된다.

영업장 관리는 작업장의 구획 · 동선 · 건물 바닥과 벽 · 환기 등을, 위생 관리는 작업자 개인위생과 세척 · 소독을, 용수 관리는 먹는물 수질기준 적합 여부와 수질검사를, 검사 관리는 제품검사 · 시설설비 검사를 다룬다.

① 0 ~ 10 ℃

② 0 ~ 5 ℃

③ -2 ~ 10 ℃

④ -2 ~ 5 ℃

⑤ -18 ℃ 이하

[해설]

식품공전 보존 및 유통기준은 냉장 온도를 얼지 않도록 하한까지 적은 범위로 정하고, 냉동은 -18 ℃ 이하로 정한다.

• 일반 냉장제품 — 기본값인 0 ~ 10 ℃.
• 신선편의식품·훈제연어·액란 — 오염·변질에 민감해 0 ~ 5 ℃로 더 낮게 관리한다.
• 식육(분쇄육·가금육 제외)·포장육 — 어는점이 0 ℃보다 낮아 -2 ~ 10 ℃까지 허용한다.
• 분쇄육·가금육과 그 포장육 — 표면적이 넓어 빨리 상하므로 -2 ~ 5 ℃로 관리한다.
• 일반 냉동제품 — -18 ℃ 이하.

혼동 주의: HACCP 선행요건의 시설 관리온도는 냉장 10 ℃ 이하·냉동 -18 ℃ 이하처럼 '이하'로만 적는다. 반면 식품공전의 냉장 기준은 하한까지 적은 범위다.

① 0.8

② 500

③ 증류수

[해설]

몰농도는 용액 1 L 속 용질의 몰수이므로, 먼저 필요한 몰수를 구한다.

$n = M \times V = 0.04\ \mathrm{mol/L} \times 0.5\ \mathrm{L} = 0.02\ \mathrm{mol}$

NaOH의 화학식량은 $23 + 16 + 1 = 40\ \mathrm{g/mol}$이므로 필요한 질량은 다음과 같다.

$W = n \times M_{w} = 0.02 \times 40 = 0.8\ \mathrm{g}$ → 0.8 g

용액의 부피는 용질을 녹인 뒤의 전체 부피여야 하므로, 물 500 mL에 녹이는 것이 아니라 500 mL 부피플라스크에 넣고 증류수를 표선까지 채워 맞춘다.