23-2
다음 ①~③의 구조식이 나타내는 당의 이름을 쓰고, 각각 환원당인지 비환원당인지 구분하시오.
① 포도당(glucose) — 환원당
② 포도당(glucose) — 환원당
③ 설탕(sucrose) — 비환원당
[해설]
환원당 여부는 유리 아노머 하이드록시기(헤미아세탈·헤미케탈 OH)가 남아 있는지로 갈린다. 남아 있으면 고리가 열려 알데하이드기를 내놓고 펠링·은거울 반응에서 금속이온을 환원한다.
- 사슬형(피셔 투영식) 구조 — C1이 CHO인 알도헥소스로 포도당이며, 알데하이드기가 그대로 있어 환원당이다.
- 고리형(하워스 투영식) 구조 — 같은 포도당을 고리로 그린 것으로, C1의 OH가 유리 상태라 환원당이다.
- 두 고리가 산소로 이어진 구조 — 포도당 C1과 과당 C2가 결합한 설탕으로, 양쪽 아노머 탄소가 모두 막혀 비환원당이다.
혼동 주의: 같은 이당류라도 맥아당·젖당은 한쪽 아노머 탄소가 비어 있어 환원당이다.
23-2
다음 ①~⑤의 과정에 이용되는 효소를 [보기]에서 하나씩 골라 짝지으시오.
① 자당 → 포도당 + 과당
② 전분 → 덱스트린, 콘시럽
③ 주스의 청징
④ 포도당의 정량
⑤ 과산화수소의 분해
[보기] 카탈라아제, 인버타아제, 펙틴 분해효소, 포도당 산화효소, 아밀라아제
① 인버타아제(invertase)
② 아밀라아제(amylase)
③ 펙틴 분해효소(pectinase)
④ 포도당 산화효소(glucose oxidase)
⑤ 카탈라아제(catalase)
[해설]
효소는 기질 특이성이 있어 정해진 기질에만 작용하므로, 기질과 생성물을 보고 짝짓는다.
- 자당 분해 — 인버타아제가 자당을 포도당과 과당이 섞인 전화당으로 가수분해한다.
- 전분 액화·당화 — 아밀라아제가 전분의 α-1,4 결합을 끊어 덱스트린과 콘시럽을 만든다.
- 주스 청징 — 펙틴 분해효소가 주스를 탁하고 끈적하게 만드는 펙틴을 분해해 맑게 한다.
- 포도당 정량 — 포도당 산화효소가 포도당만 산화하고, 이때 생긴 과산화수소를 발색시켜 양을 잰다.
- 과산화수소 분해 — 카탈라아제가 과산화수소를 물과 산소로 분해한다.
효소 이름의 앞부분이 기질을 가리키므로(invert-자당 전화, amyl-전분, pectin-펙틴, glucose-포도당) 이름만 보고도 짝지을 수 있다.
23-2
20 %(w/w) 포도당 용액이 나타내는 수분활성도는 얼마인가? (단, 라울의 법칙이 성립하는 이상용액으로 보고, 분자량은 포도당 180, 물 18로 한다.)
0.98
[해설]
라울의 법칙에 따라 이상용액의 수분활성도는 물의 몰분율과 같다.
Aw = n물 / (n물 + n포도당)
용액 100 g 기준: n물 = 80/18 = 4.444 mol, n포도당 = 20/180 = 0.111 mol
Aw = 4.444 / (4.444 + 0.111) = 0.9756 ≈ 0.98
혼동 주의: 질량비가 아니라 몰수로 계산해야 한다. 분자량이 작은 용질일수록 몰수가 많아져 수분활성도가 더 크게 떨어진다.
물질의 점성 거동은 허쉘–버클리(Herschel–Bulkley) 모델 으로 나타낼 수 있다. 여기서 는 전단응력, 는 전단속도, 은 유동지수, 는 항복응력이다. 다음 네 유체의 유동지수와 항복응력의 범위를 과 같이 등호·부등호를 써서 각각 나타내시오.
① 뉴턴유체 ② 딜레이턴트유체 ③ 빙햄(소성)유체 ④ 슈도플라스틱유체
① 뉴턴유체 :
② 딜레이턴트유체 :
③ 빙햄(소성)유체 :
④ 슈도플라스틱유체 :
[해설]
허쉘–버클리 모델에서 항복응력 τ0는 흐르기 시작하는 데 필요한 최소 힘이다. 유동지수 n은 전단속도에 따라 점도가 얼마나 변하는지를 나타낸다.
- 뉴턴유체 — n = 1, τ0 = 0이다. 점도가 일정하고 힘을 주자마자 흐른다(물·식용유).
- 딜레이턴트유체 — n > 1, τ0 = 0이다. 저을수록 되직해지는 전단농화 거동이다(진한 전분 현탁액).
- 빙햄(소성)유체 — n = 1, τ0 > 0이다. 항복응력을 넘긴 뒤에야 뉴턴유체처럼 직선으로 흐른다(토마토 케첩).
- 슈도플라스틱유체 — 0 < n < 1, τ0 = 0이다. 저을수록 묽어지는 전단담화 거동이다(농축과즙·퓨레).
혼동 주의: 항복응력은 음수가 될 수 없으므로 τ0는 0이거나 0보다 크다.
23-2
다음 ①~⑤ 중 옳지 않은 것을 하나 고르고, 그 까닭을 설명하시오.
① 참깨에 들어 있는 리그난 중 세사민과 세사몰린은 함량이 많은 반면, 대표적인 산화방지 성분인 세사몰은 미량만 존재한다.
② 참기름 속 세사몰은 가열 과정에서 세사몰린이 분해되어 만들어진다.
③ 토코페롤은 유지에 들어 있는 지용성 항산화제로 α, β, γ, δ의 네 가지 동족체가 있다.
④ 대두의 이소플라본은 배당체(glucoside)와 비배당체(aglycone) 두 형태로 존재한다.
⑤ 양파의 퀘르세틴은 비배당체 형태로는 미량 존재하고, 퀘르세틴의 배당체인 루테인이 다량 들어 있다.
⑤
루테인은 퀘르세틴의 배당체가 아니라 카로티노이드(크산토필)계 색소이며, 퀘르세틴의 배당체는 루틴이기 때문이다.
[해설]
양파의 퀘르세틴을 다룬 선지는 루틴과 루테인의 이름이 비슷한 점을 노린 오답이다.
- 루틴 — 퀘르세틴에 루티노스가 결합한 플라보노이드 배당체로, 메밀에 많다.
- 루테인 — 산소를 가진 카로티노이드인 크산토필계 색소로, 녹색 잎채소와 난황에 들어 있다.
나머지 선지(세사몰·세사몰린, 토코페롤 4가지 동족체, 이소플라본 배당체·비배당체)는 모두 옳은 설명이다.
23-2
식염을 이용한 염장이 미생물의 증식을 막는 원리 3가지를 쓰시오.
① 높은 삼투압으로 미생물 세포에서 물을 빼앗아 원형질 분리를 일으킨다
② 자유수를 결합수로 만들어 수분활성도를 낮춤으로써 생육을 억제한다
③ 물에 대한 산소 용해도를 떨어뜨려 호기성 미생물의 생육을 막는다
[해설]
염장이 미생물을 막는 힘은 소금이 녹아 생기는 고삼투압과, 소금 이온이 물 분자를 붙잡는 작용에서 나온다.
- 원형질 분리 — 세포 밖 삼투압이 높아 세포 안의 물이 빠져나가고, 원형질막이 세포벽에서 떨어지면서 대사가 멈춘다.
- 수분활성도 저하 — Na+·Cl-이 물 분자를 붙잡아 자유수가 결합수로 바뀌므로 미생물이 쓸 물이 줄어든다(포화 식염수는 약 0.75).
- 산소 용해도 감소 — 소금 농도가 높을수록 물에 녹는 산소가 줄어 호기성 미생물이 자라기 어렵다.
- 염소이온의 방부작용 — 해리된 Cl-이 미생물의 효소계와 세포막 기능을 교란한다.
식품저장학에서 표준으로 드는 염장의 미생물 억제 원리는 위 네 가지이며, 이 중 세 가지를 쓰면 된다. 따라서 염소이온의 방부(살균)작용도 별해로 쓸 수 있다.
혼동 주의: 황색포도상구균 같은 내염성균과 호염균은 소금이 많아도 자라므로, 저온·건조 등을 함께 쓴다.
23-2
0.04 M 수산화나트륨(NaOH) 용액 500 mL에 대하여 다음 농도를 각각 구하시오. (단, 원자량은 Na 23, O 16, H 1로 한다.)
(1) w/v%
(2) mg%
(1) 0.16 w/v%
(2) 160 mg%
[해설]
w/v%는 용액 100 mL 속 용질의 g수이고, mg%는 용액 100 mL 속 용질의 mg수다.
NaOH 화학식량 = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol
0.04 mol/L × 40 g/mol = 1.6 g/L → 100 mL당 0.16 g = 0.16 w/v%
0.16 g = 160 mg → 100 mL당 160 mg = 160 mg%
농도는 부피와 무관하므로 500 mL라는 조건은 계산 결과에 영향을 주지 않는다.
23-2
다음은 소재가 서로 다른 두 제품 A, B의 등온흡습곡선이다. 두 제품을 모두 수분함량 0.1 g/g-solid인 상태로 한 용기에 함께 담아 밀봉·포장하였을 때 일어나는 수분 이동을 설명하시오.
수분함량은 같아도 수분활성도가 높은 B에서 낮은 A 쪽으로 수분이 이동하며, 두 제품의 수분활성도가 같아져 평형에 이르면 이동이 멈춘다.
[해설]
등온흡습곡선(moisture sorption isotherm)은 일정 온도에서 수분활성도와 평형 수분함량의 관계를 나타낸 곡선이다. 수분 이동을 일으키는 힘은 수분함량의 차이가 아니라 수분활성도의 차이다. 수분활성도는 그 식품이 주변 공기와 평형을 이루었을 때의 상대습도(평형상대습도)에 해당하므로, 한 포장 안에 든 두 제품은 사이의 기체상을 매개로 수증기를 주고받는다.
같은 0.1 g/g-solid를 등온흡습곡선 위에서 읽으면 두 제품의 수분활성도가 서로 다르다. 곡선의 기울기와 위치는 소재의 조성(단백질·전분·당·염류의 비율)에 따라 달라지기 때문이다. 이 그래프에서는 같은 수분함량에서 B의 수분활성도가 더 높으므로 B가 수분을 내놓고(탈습) A가 수분을 받아들여(흡습), 두 제품의 수분활성도가 같아질 때까지 이동이 계속된다.
평형에 이른 뒤에도 두 제품의 수분함량은 서로 같아지지 않는다. 같아지는 것은 수분활성도이고, 각 제품의 수분함량은 자기 등온흡습곡선 위에서 그 수분활성도에 대응하는 값으로 정해진다.
이 원리 때문에 조성이 다른 식품을 한 포장에 담으면 한쪽은 눅눅해지고 한쪽은 마르는 품질 저하가 일어난다. 시리얼과 건과일을 함께 담은 제품, 과자와 건조 스프를 함께 넣은 제품에서 수분활성도를 미리 맞추거나 사이에 차단막을 두는 이유가 여기에 있다.
23-2
전분 당화액의 당화 정도를 나타내는 지표인 포도당당량(D.E., dextrose equivalent)의 산출식을 쓰시오.
[해설]
전분을 산이나 효소로 가수분해하면 사슬이 끊어지면서 환원성 말단이 늘어난다. 그래서 고형분 중 환원당이 차지하는 비율(포도당으로 환산한 값)을 재면 얼마나 잘게 분해되었는지를 알 수 있다. 이 값이 포도당당량이다.
분해가 전혀 되지 않은 전분은 D.E.가 0에 가깝고, 완전히 포도당까지 분해되면 100이 된다. 즉 D.E.가 클수록 저분자 당의 비율이 높다.
| D.E. | 제품 | 성질 |
|---|---|---|
| 20 미만 | 말토덱스트린 | 단맛이 거의 없고 점도·피막성이 큼, 증량제·분말화 기제 |
| 35~50 | 물엿(콘시럽) | 적당한 단맛과 점도, 결정 석출 억제 |
| 100 | 포도당 | 단맛·흡습성이 가장 크고 점도는 낮음 |
일반적으로 D.E.가 높아질수록 단맛·흡습성·삼투압·갈변(메일라드 반응)은 커지고, 점도·응집력은 작아진다. 제과·제빵에서 물엿의 D.E.를 골라 쓰는 이유가 여기에 있다.
다음은 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」이 정한 중요관리점(CCP, Critical Control Point)의 정의이다. 빈칸 ①~③에 알맞은 말을 각각 쓰시오.
“안전관리인증기준(HACCP)을 적용하여 식품·축산물의 위해요소를 ( ① )·( ② )하거나 허용 수준 이하로 ( ③ )시켜 해당 식품·축산물의 안전성을 확보할 수 있는 중요한 단계·과정 또는 공정을 말한다.”
① 예방
② 제어
③ 감소
[해설]
「식품 및 축산물 안전관리인증기준」 제2조는 중요관리점을 위해요소를 예방·제어하거나 허용 수준 이하로 감소시켜 안전성을 확보하는 단계·공정으로 정의한다.
- 예방 — 위해요소가 애초에 들어오거나 생기지 않게 막는 것이다.
- 제어 — 공정 중에 위해요소를 관리 아래 두는 것이다.
- 감소 — 이미 있는 위해요소를 허용 수준 이하로 낮추는 것이다.
혼동 주의: 빈칸을 '제거'로 쓰지 않도록 주의한다. 여기서 말하는 '허용 수준'이 곧 한계기준(CL)으로 이어진다.
23-2
폴리올 지방산 에스터형 유화제의 친수성–친유성 균형(HLB)은 그 에스터의 비누화값 S와, 여기에서 회수한 지방산의 산가 A로부터 구할 수 있다.
(1) S와 A를 이용한 HLB 산출식을 쓰시오.
(2) 다음 표의 빈칸에 해당하는 유화액의 형태를 O/W 또는 W/O로 쓰시오.
| HLB | 유화액의 형태 |
|---|---|
| 8 ~ 18 | ( ① ) |
| 3 ~ 6 | ( ② ) |
(1)
(2) ① O/W(수중유적형) ② W/O(유중수적형)
[해설]
HLB는 유화제 분자에서 친수성 부분이 차지하는 비중을 0~20의 척도로 나타낸 값이다. 폴리올 지방산 에스터에서는 에스터의 비누화값 S와 그 에스터에서 회수한 지방산의 산가 A로 다음과 같이 계산한다.
실제 값으로 확인해 보면 정의가 분명해진다. 글리세릴 모노스테아레이트는 비누화값이 약 161, 스테아르산의 산가가 약 198이므로
가 되어 알려진 HLB 3.8과 잘 맞는다. 만약 S와 A의 정의를 서로 바꿔 대입하면 처럼 음수가 나와 0~20의 척도를 벗어난다. 일부 지면이 S를 지방의 산가, A를 에스터의 비누화값으로 적어 두었으나 이는 뒤바뀐 것이다.
HLB 값이 크면 친수성이 강해 물에 잘 녹고, 작으면 친유성이 강해 기름에 잘 녹는다. 유화제는 자기가 잘 녹는 상(相)을 연속상으로 만드는 유화액을 안정화시키므로
| HLB | 주 용도 |
|---|---|
| 3 ~ 6 | W/O(유중수적형) 유화제 — 버터, 마가린 |
| 7 ~ 9 | 습윤제 |
| 8 ~ 18 | O/W(수중유적형) 유화제 — 우유, 마요네즈, 아이스크림 |
| 13 ~ 15 | 세정제 |
| 15 ~ 18 | 가용화제 |
가 된다. 표의 빈칸에는 각각 O/W와 W/O가 들어간다.
23-2
최확수법으로 대장균을 검사할 때 가스 생성과 형광이 확인된 시험관은 추정시험 양성으로 보고, 그 배양액을 EMB 한천배지 등에 옮겨 배양한 뒤 전형적인 집락에 대해 그람염색·MUG 시험·IMViC 시험·유당 가스 생성 시험을 실시하여 최종 확인한다. 다음은 대장균으로 판정되는 IMViC 시험 결과이다. 빈칸 ①~④에 양성이면 +, 음성이면 -를 쓰시오.
인돌(Indole) 시험 ( ① ), MR(Methyl Red) 시험 ( ② ), VP(Voges-Proskauer) 시험 ( ③ ), 시트르산염(Citrate) 이용 시험 ( ④ )
① +
② +
③ -
④ -
[해설]
IMViC은 장내세균을 가려내는 네 가지 시험의 머리글자를 딴 말이다. 대장균(Escherichia coli)의 표준 패턴은 + + - - 이다.
| 시험 | 보는 것 | 대장균 |
|---|---|---|
| 인돌(I) | 트립토파나아제로 트립토판을 분해해 인돌을 만드는가 | + |
| MR(M) | 당을 혼합산 발효하여 배지 pH를 4.4 이하로 떨어뜨리는가 | + |
| VP(Vi) | 부탄디올 발효로 아세토인을 만드는가 | - |
| 시트르산염(C) | 구연산염을 유일한 탄소원으로 이용하는가 | - |
대장균은 혼합산 발효를 하므로 산을 많이 내어 MR이 양성이 되고, 그 대신 중성 물질인 아세토인을 만들지 않아 VP는 음성이 된다. 두 시험이 서로 반대로 나오는 것이 이 조합의 특징이다. 또 구연산염만으로는 자라지 못해 시트르산염 이용 시험도 음성이다.
대조적으로 Enterobacter aerogenes 는 - - + + 를 나타낸다. 두 균 모두 대장균군에 속하지만, 사람·동물의 분변에서 유래하는 대장균만을 가려내는 데 IMViC이 쓰이는 이유가 여기에 있다. 대장균은 이 밖에 그람음성 무아포 간균이고, 유당에서 가스를 만들며 MUG 시험에서 형광을 낸다.
일부 지면이 VP 시험을 “Vogas-Proskauer”로 인쇄하고 있으나 정식 표기는 Voges-Proskauer이다.
근거 : 「식품의 기준 및 규격」 일반시험법 중 대장균 정량시험(최확수법)의 확인시험.
23-2
20 ℃의 지육을 -20 ℃ 냉각실에 넣어 자연대류 조건에서 얼리면서 동결속도를 측정하였다. 이어서 -20 ℃까지 언 같은 지육을 20 ℃ 해동실에 넣고 역시 자연대류 조건에서 녹이면서 해동속도를 측정하였다.
(1) 동결속도는 해동속도보다 ( 빠르다 / 느리다 ) 중 옳은 것을 고르시오.
(2) 그렇게 되는 까닭을 물과 얼음의 열적 성질 2가지를 들어 설명하시오.
(1) 빠르다
(2) ① 얼음의 열전도도가 물보다 약 4배 크다 ② 얼음의 열확산도가 물보다 약 9배 크다
[해설]
얼릴 때는 표면에 얼음층이, 녹일 때는 표면에 물층이 생기고 열은 그 층을 거쳐 오가므로, 층을 이루는 물질의 열적 성질이 속도를 좌우한다.
- 열전도도 — 얼음은 약 2.2 W/(m·K), 물은 약 0.58 W/(m·K)로 얼음이 약 4배 커서, 얼릴 때 속의 열이 빨리 빠져나간다.
- 열확산도 — 얼음은 약 1.18×10-6 m2/s, 물은 약 1.4×10-7 m2/s로 얼음이 약 9배 커서, 온도 변화가 안쪽까지 빨리 전해진다.
녹일 때는 열이 잘 통하지 않는 물층이 단열재처럼 표면을 덮으므로, 같은 온도차에서도 동결이 해동보다 빠르게 진행된다.
「식품 등의 표시기준」의 용어 정의에 따라 다음 세 기한이 각각 무엇을 뜻하는지 서술하시오.
(1) 소비기한
(2) 품질유지기한
(3) 유통기한(소비기한으로 대체되기 전에 표시하던 기한)
(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」의 용어 정의에 따르면 세 기한은 각각 보증하는 내용이 다르다.
- 소비기한 — 표시된 보관방법을 지키면 섭취해도 안전에 이상이 없는 기한으로, 안전의 한계다.
- 품질유지기한 — 적절한 보존방법으로 보관하면 고유의 품질이 유지되는 기한으로, 지나도 곧바로 못 먹게 되는 것은 아니다.
- 유통기한 — 제조일부터 판매가 허용되는 기한으로, 판매자 기준의 시한이다.
2023년 1월 1일부터 유통기한 표시제가 소비기한 표시제로 바뀌었다. 품질유지기한은 장류·잼류·통조림처럼 변질 우려가 적은 식품에 쓴다.
23-2
Clostridium botulinum 을 일정 온도로 가열 살균할 때 균수가 처음 균수의 99.9 %만큼 줄어드는 데 0.72분이 걸렸다. 같은 조건에서 균수를 처음 균수의 수준까지 낮추는 데 필요한 시간을 구하시오.
2.88분
[해설]
일정 온도에서 균은 대수적으로 줄어들므로, 균수를 1/10로 줄이는 시간인 D값을 단위로 계산한다. 99.9 % 감소는 처음 균수의 10-3만 남는다는 뜻이므로 3D에 해당한다.
3D = 0.72분
D = 0.72 ÷ 3 = 0.24분
t = 12D = 12 × 0.24 = 2.88분
보툴리누스균 아포를 10-12까지 줄이는 이 기준이 저산성 통조림 살균에 쓰는 12D 개념이다.
23-2
다음 [보기] 가운데 조지방 정량에 쓰이는 시험법 4가지를 골라 쓰시오.
[보기] 반슬라이크법, 속슬렛법, 세미마이크로 킬달법, 뢰제-고트리브법, 벨트란법, 바브콕법, 산분해법
속슬렛법, 산분해법, 뢰제-고트리브법, 바브콕법
[해설]
「식품의 기준 및 규격」(식품공전)의 일반시험법은 조지방 정량법으로 에테르추출법(속슬렛법)·산분해법·뢰제-고트리브법·바브콕법을 두고 있다. 시료의 성질에 따라 골라 쓴다.
| 시험법 | 원리 | 주 적용 대상 |
|---|---|---|
| 속슬렛법(에테르추출법) | 건조한 시료를 에테르로 연속 추출한 뒤 용매를 날리고 잔류물을 칭량 | 일반 식품의 유리지질 |
| 산분해법 | 염산으로 가수분해해 단백질·당질과 결합한 지질까지 유리시킨 뒤 추출 | 결합지질이 많은 곡류·가공식품 |
| 뢰제-고트리브법 | 암모니아와 알코올로 카세인 피막을 깨뜨린 뒤 에테르로 추출 | 우유 및 유제품 |
| 바브콕법 | 황산으로 단백질을 분해한 뒤 원심분리해 분리된 지방층의 부피를 읽음 | 우유의 지방 |
나머지 보기는 지방과 무관한 시험법이다. 세미마이크로 킬달법은 시료의 질소를 정량해 조단백질을 구하는 법이고, 반슬라이크법은 아질산과 반응시켜 발생한 질소 기체로 아미노태 질소를 재는 법이며, 벨트란법은 환원당이 펠링용액의 구리를 환원시키는 성질을 이용한 환원당 정량법이다. 일부 지면에 벨트란법이 수분 정량법으로 적혀 있으나 오기다.
근거 : 「식품의 기준 및 규격」 일반시험법 중 식품성분시험법(지질 — 조지방).
23-2
주류를 담글 때 생성되는 유해물질인 에틸카바메이트에 대하여 다음을 각각 쓰시오.
(1) 생성 원인 2가지
(2) 생성량을 줄이는 방법 2가지
(1) ① 효모가 아르기닌을 분해할 때 생긴 요소(urea)가 에탄올과 반응하여 생성된다
② 핵과류 씨앗의 시안배당체에서 나온 시안화합물이 산화되어 생긴 시안산이 에탄올과 반응하여 생성된다
(2) ① 요소를 적게 만드는 효모 균주를 쓰고 발효 온도·pH를 관리해 아르기닌 분해를 억제한다
② 과실주를 담글 때 매실·살구 등의 씨를 빼고 침출 기간을 줄여 시안배당체가 우러나지 않게 한다
[해설]
에틸카바메이트는 에탄올이 요소·시안산 같은 전구체와 반응해 생긴다. 그래서 전구체를 줄이는 것이 곧 저감법이다.
- 요소 경로 — 효모가 원료의 아르기닌을 분해해 만든 요소가 에탄올과 반응한다.
- 시안 경로 — 매실·살구 같은 핵과류 씨의 시안배당체가 분해·산화되어 생긴 시안산이 에탄올과 반응한다.
- 효모·발효 관리 — 요소를 적게 만드는 효모 균주를 쓰고 발효 온도·pH를 관리해 아르기닌 분해를 억제한다.
- 씨 제거·침출 단축 — 과실주를 담글 때 씨를 빼고 침출 기간을 줄여 시안배당체가 우러나지 않게 한다.
외우는 요령: 원인 두 가지와 저감법 두 가지가 요소 경로끼리, 시안 경로끼리 짝을 이룬다.
23-2
저항전분(resistant starch, RS)은 소장에서 소화·흡수되지 않고 대장까지 도달하는 전분으로, 생성 원인에 따라 RS 1형부터 RS 4형까지로 나눈다. 이 가운데 RS 3형이 만들어지는 기전을 서술하시오.
호화된 전분을 냉각·저장하는 동안 일어나는 노화(retrogradation)로 생긴다. 용출되었던 아밀로오스와 일부 아밀로펙틴이 다시 규칙적으로 배열되어 재결정화되면서, 소화효소가 파고들 수 없는 치밀한 구조를 이룬다.
[해설]
RS 3형은 이름 그대로 노화전분(retrograded starch)이다. 전분에 물과 열을 주면 결정영역이 무너지고 아밀로오스가 입자 밖으로 빠져나오는데(호화), 이를 식히거나 냉장 보관하면 풀려 있던 사슬들이 수소결합으로 다시 정렬해 새로운 결정을 만든다. 이때 만들어진 결정은 원래의 생전분 결정과 달라서 아밀레이스가 접근하지 못하고, 그대로 대장으로 내려가 식이섬유처럼 발효 기질이 된다.
RS 3형은 조리·가공으로 만들어지므로 네 가지 중 유일하게 “한 번 익힌 뒤 식히는” 공정이 생성 조건이라는 점이 특징이다. 식은 밥, 냉장한 감자, 하루 지난 빵에서 저항전분 함량이 올라가는 것이 그 예다.
| 구분 | 생성 원인 | 예 |
|---|---|---|
| RS 1형 | 세포벽·단백질 등에 물리적으로 갇혀 효소가 닿지 못함 | 도정하지 않은 곡립, 씨앗, 콩류 |
| RS 2형 | 호화되지 않은 생전분 알갱이의 치밀한 결정구조 | 생감자, 덜 익은 바나나, 고아밀로오스 옥수수전분 |
| RS 3형 | 호화 후 냉각·저장 중의 노화(재결정화) | 식은 밥, 냉장한 감자·빵 |
| RS 4형 | 가교·치환 등 화학적 변형으로 효소 작용을 받지 않게 됨 | 변성전분 |
0.1 N 염산 표준용액의 역가를 정하기 위하여 이 용액 10 mL를 취해 페놀프탈레인 지시약을 1~2방울 넣은 뒤, 뷰렛에 담은 0.1 N 탄산나트륨 용액(역가 )으로 적정하였다. 종말점까지 소비된 탄산나트륨 용액의 양이 9.98 mL였을 때 염산의 역가를 구하시오. (단, 소수점 넷째 자리에서 버려 셋째 자리까지 나타낸다.)
1.001
[해설]
중화 적정의 종말점에서는 산과 염기의 그램당량수가 같다.
N1V1f1 = N2V2f2
0.1 × 10 × f1 = 0.1 × 9.98 × 1.0039
f1 = 1.00189…
소수점 넷째 자리에서 버리면 f1 = 1.001
혼동 주의: 반올림하면 1.002가 되므로, 단서의 버림 조건을 꼭 지킨다.
23-2
서로 섞이지 않는 물과 기름을 함께 혼합할 때 유화제가 어떤 역할을 하는지 표면장력과 관련지어 설명하시오.
유화제는 한 분자 안에 친수성기와 친유성기를 함께 가져 물과 기름의 경계면에 흡착·배열한다. 그 결과 경계면의 표면장력이 낮아져 기름이 작은 방울로 쉽게 쪼개져 분산되고, 방울 표면을 유화제가 둘러싸 다시 뭉치는 것을 막아 유화액이 안정하게 유지된다.
[해설]
유화제는 한 분자에 친수성기와 친유성기를 함께 가진 양친매성 물질이다.
친수성기는 물 쪽, 친유성기는 기름 쪽을 향한 채 경계면에 흡착·배열한다. 그러면 경계면의 표면장력이 낮아져 약하게 저어도 기름이 작은 방울로 쪼개져 분산된다.
방울 표면을 유화제 막이 둘러싸 방울끼리 다시 뭉치지 못하게 하므로 유화액이 안정하게 유지된다.
혼동 주의: 엄밀히 말하면 액체와 액체 사이의 경계에서는 계면장력이라고 한다. 다만 발문이 표면장력으로 물었으니 답도 그 용어로 쓰면 된다.