2022년 식품안전기사실기(필답형) 3회차

○ 식중독 — 가파른 형태의 곡선

○ 감염병 — 완만한 형태의 곡선

[해설]

유행곡선의 기울기는 노출 방식과 잠복기에 따라 달라진다.

• 식중독은 같은 오염원에 한 번 노출되고 잠복기가 짧아, 환자가 한꺼번에 몰리는 가파른 곡선이 된다.
• 감염병은 잠복기가 길고 사람 사이의 2차 감염이 이어져, 발병 시점이 넓게 퍼지는 완만한 곡선이 된다.

외우는 요령: 봉우리 하나가 뾰족하면 한 번 노출된 식중독이다. 봉우리가 낮고 넓거나 여러 개면 사람 사이로 번지는 감염병이다.

20 %

[해설]

습부율은 밀가루 무게에 대한 젖은 글루텐(습부량) 무게의 백분율이다.

$\text{습부율}(\%) = \dfrac{\text{습부량}}{\text{시료 무게}} \times 100$
$= \dfrac{4\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{g}} \times 100$
= 20 %

혼동 주의: 반죽에 넣은 물 10 mL는 글루텐을 뭉치게 할 뿐이라 계산에 쓰지 않는다. 분모는 언제나 밀가루 무게다.

면역력 증진에 도움을 줄 수 있음

[해설]

건강기능식품의 기준 및 규격은 고시형 원료마다 인정된 기능성 내용을 문구까지 정해 두었으며, 네 원료에 공통으로 인정된 것은 면역력 증진이다.

• 인삼은 진세노사이드가 지표성분이며, 면역력 증진과 피로 개선이 인정된다.
• 홍삼은 인삼을 쪄서 말린 것으로, 면역력 증진 외에 피로 개선·혈액 흐름·기억력 개선 등이 인정된다.
• 알로에 겔은 잎의 겔 부위를 쓰며, 면역력 증진·피부 건강·장 건강이 인정된다.
• 알콕시글리세롤 함유 상어간유는 상어 간에서 얻은 원료로, 면역력 증진이 인정된다.

답안은 “면역력 증진에 도움을 줄 수 있음”처럼 공전에 정해진 문구대로 쓴다.

알로에 겔은 배변 활동 원료인 알로에 전잎과 다른 원료로 구분한다.

○ 쓰이는 선원 : 코발트 60($^{60}\mathrm{Co}$)

○ 쬐는 선종 : 감마선(γ선)

○ 처리 목적 : 발아억제

[해설]

「식품의 기준 및 규격」의 식품조사처리기준에 나오는 선원·선종·목적이다.

• 선원은 코발트 60(⁶⁰Co) — 식품조사에 가장 널리 쓰이는 방사성 동위원소 선원이다.
• 선종은 감마선(γ선) — 코발트 60이 내는 전자기파로, 투과력이 커서 포장한 상태 그대로 조사할 수 있다.
• 목적은 발아억제 — 감자·양파·마늘 등이 싹을 틔우지 못하게 해 저장기간을 늘린다.

혼동 주의: 허용되는 목적은 발아억제·살균·살충·숙도조절 네 가지뿐이다. 한 번 조사처리한 식품은 다시 조사할 수 없다.

① 10

② 5

③ -18

[해설]

식품 및 축산물 안전관리인증기준 선행요건은 냉장·냉동시설의 보관온도를 원칙과 예외로 나눠 정한다.

• 냉장 보관하는 식품은 원칙적으로 10 ℃ 이하로 보관한다.
• 신선편의식품·훈제연어처럼 보관온도 기준이 따로 있는 식품은 더 낮은 5 ℃ 이하로 보관한다.
• 냉동 보관하는 식품은 -18 ℃ 이하로 보관한다.

혼동 주의: 고시의 용어는 '신선섭취식품'이 아니라 '신선편의식품'이다. 신선편의식품은 채소·과일을 다듬거나 잘라 씻어서 바로 먹거나 조리할 수 있게 만든 식품이다.

600 CFU/mL

[해설]

황색포도상구균 정량시험의 균수는 계수된 전형적 집락 수에 확인시험의 양성률을 곱한 뒤 희석배수를 곱해서 구한다.

· 도말한 양 : $0.4+0.3+0.3=1.0\ \mathrm{mL}$ — 세 장을 합쳐 정확히 1 mL 를 뿌렸으므로 접종량 보정은 필요 없다.

· 확인시험 양성률 : 확인한 5개 중 3개가 양성이므로 $\dfrac{3}{5}$

· 희석배수 : $10^{-1}$ 희석액을 썼으므로 10배

$N=100\times\dfrac{3}{5}\times 10=600$

따라서 시험용액 1 mL 중의 황색포도상구균 수는 600 CFU/mL 이다.

세 장에 나누어 도말하는 것은 한 장에 1 mL 를 한꺼번에 부으면 배지가 다 흡수하지 못하기 때문이며, 계산할 때는 세 장의 집락 수를 합해 1 mL 분량으로 다룬다.

① 체분별법

② 여과법

③ 와일드만 플라스크법

[해설]

식품의 기준 및 규격의 일반시험법 중 이물시험법에 이물을 확인하는 방법들이 규정되어 있다. 시료가 어떤 상태인지와 이물이 어떤 성질인지를 보고 알맞은 방법을 고른다.

• 체분별법 — 가루 시료를 체로 쳐서 체 위에 걸린 이물을 확인한다.
• 여과법 — 액체이거나 물에 녹는 시료를 녹여 여과한 뒤 여과지 위에 남은 이물을 본다.
• 와일드만 플라스크법 — 곤충 조각·털 같은 이물은 물과 섞이지 않는 유기용매에 젖어 떠오르므로, 그 용매층만 받아 검사한다.

혼동 주의: 와일드만 플라스크법은 가벼운 이물을 띄워서 찾는 방법이고, 모래·흙처럼 무거운 이물은 가라앉히는 침강법으로 찾는다.

사람의 체온(약 36.5 ℃) 부근 — 보관 온도보다는 높고 입안 온도보다는 낮은 온도(대략 30 ℃ 안팎)

[해설]

유리전이온도(T_g)는 무정형 고분자가 단단한 유리상태에서 말랑한 고무상태로 바뀌는 경계 온도다. 껌 기초제는 보관할 때와 씹을 때 필요한 상태가 정반대여서 이 온도를 두 온도 사이에 맞춘다.

• 보관·유통 중(상온) — T_g가 보관 온도보다 높아야 유리상태가 유지되어 모양이 무너지지 않고 포장에 들러붙지 않는다.
• 씹을 때(입안 약 36.5 ℃) — T_g가 체온보다 낮아야 고무상태가 되어 부드럽게 씹힌다.

그래서 T_g는 사람의 체온 부근, 즉 상온과 체온 사이인 대략 30 ℃ 안팎에 맞춘다. 대표적인 껌 기초제인 초산비닐수지의 T_g도 약 30 ℃이다.

○ 유형 — 세포 수가 시간에 대해 기하급수적으로 늘어나는 시기

① 비증식속도가 최대에 이르러 일정하게 유지된다

② 세대시간이 가장 짧다

③ 세포의 크기와 화학 조성이 고르다

[해설]

미생물 생육곡선은 유도기 → 대수기 → 정지기 → 사멸기 순서로 나뉜다. 대수기는 배지에 적응한 균이 일정한 비율로 분열해 세포 수가 기하급수적으로 늘어나는 시기이며, 세포 수의 로그값을 시간에 대해 그리면 직선이 된다.

• 비증식속도 — 영양이 넉넉하고 대사산물이 적게 쌓여 최대값(μ_max)에서 일정하게 유지된다.
• 세대시간 — 세대시간은 g = ln2 ÷ μ 이므로 μ가 가장 큰 이 시기에 가장 짧다.
• 세포 크기·조성 — 세포가 생리적으로 가장 고른 상태여서 균주 성질을 조사하거나 접종원을 얻을 때 이 시기의 균을 쓴다.

혼동 주의: 항생물질 같은 2차 대사산물은 대수기가 아니라 주로 정지기에 만들어진다.

(1) 개선조치 — 모니터링 결과 중요관리점의 한계기준을 벗어났을 때 취하는 일련의 조치

(2) 검증 — 안전관리인증기준(HACCP) 관리계획의 유효성과 실행 여부를 정기적으로 평가하는 일련의 활동

[해설]

식품 및 축산물 안전관리인증기준의 정의 조항에 두 용어가 규정되어 있으며, 둘 다 HACCP 7원칙에 속한다.

• 개선조치 — 모니터링에서 중요관리점의 한계기준 이탈이 확인되었을 때 공정 복구, 이탈 제품 처리, 기록 등으로 취하는 일련의 조치다.
• 검증 — HACCP 관리계획이 과학적으로 타당한지(유효성)와 계획대로 지켜지는지(실행 여부)를 정기적으로 평가하는 일련의 활동이다.

혼동 주의: 모니터링은 중요관리점이 한계기준 안에서 운영되는지 관찰·측정하는 행위이고, 개선조치는 이탈이 확인된 다음에 취하는 조치다.

40,960개

[해설]

세균은 이분법으로 늘어나므로 한 세대마다 균수가 2배가 된다.

$N=N_{0}\times 2^{n}$ ($N_{0}$ : 초기 균수, $n$ : 세대수)

세대수는 총 배양시간을 세대시간으로 나눈 값이다.

$n=\dfrac{2\ \mathrm{h}\times 60}{10\ \mathrm{min}}=\dfrac{120}{10}=12$

$N=10\times 2^{12}=10\times 4{,}096=$ 40,960개

배양시간과 세대시간의 단위를 분으로 맞추어 나누는 것이 이 계산의 요령이다.

가열하지 않고 막의 구멍보다 큰 미생물만 걸러 없애기 위해서 — 열에 약한 성분의 변성이나 휘발성 성분의 손실 없이 제균할 수 있다.

[해설]

멤브레인 필터 제균은 열을 쓰지 않는 냉살균으로, 세균보다 작은 구멍(대개 0.45 μm 또는 0.2 μm)의 막에 액체를 통과시켜 미생물만 걸러 낸다.

• 열에 약한 성분 보호 — 비타민·효소·단백질 같은 성분이 열변성되지 않는다.
• 휘발성 성분 보존 — 향기 성분이 날아가지 않아 원래 풍미가 유지된다.

그래서 생맥주·과즙·의약품 용액처럼 가열하면 품질이 떨어지는 액체의 제균에 쓴다.

혼동 주의: 제균은 되지만 막을 통과하는 독소나 용해된 물질까지 없애지는 못한다.

○ 증발된 수분의 양 : 400 kg/h

○ 50 % 설탕 용액의 유량 : 600 kg/h

[해설]

증발농축에서는 물만 빠져나가므로 설탕(용질)의 양은 농축 전과 후가 같다. 이 설탕 물질수지 하나로 두 답이 모두 나온다.

설탕량 = 1,000 kg/h × 0.3 = 300 kg/h
50 % 용액 유량 = 300 ÷ 0.5 = 600 kg/h
증발 수분 = 1,000 − 600 = 400 kg/h

전체 물질수지로 검산하면 들어온 1,000 = 농축액 600 + 수증기 400 으로 맞는다.

① 비극성

② 극성

[해설]

분배 크로마토그래피에서 정지상과 이동상의 극성은 항상 반대로 짝지어지며, 정지상이 어느 쪽이냐에 따라 이름이 갈린다.

• 역상 — 정지상이 비극성(C18 같은 탄화수소 사슬을 붙인 실리카)이고 이동상은 물·메탄올 같은 극성 용매이며, 극성 성분이 먼저 나온다.
• 순상 — 정지상이 극성(실리카·알루미나)이고 이동상은 헥산 같은 비극성 용매이며, 비극성 성분이 먼저 나온다.

외우는 요령: 극성 실리카를 정지상으로 쓰는 원래 방식이 순상이고, 이를 뒤집은 것이 역상이다. 오늘날 HPLC 분석은 대부분 역상으로 한다.

12.08 ℃

[해설]

Z값은 D값을 $\dfrac{1}{10}$ 로 줄이는 데 필요한 온도 상승폭이다. 가열온도 $T$ 를 $x$, $\log D$ 를 $y$ 로 놓으면 두 값은 직선 관계이고, 그 직선의 기울기 $b$ 에 대하여 $Z=-\dfrac{1}{b}$ 이다.

먼저 각 온도의 $\log D$ 를 구한다.

$n=6$, $\sum x=675$, $\sum x^{2}=76{,}375$, $\sum y=4.91999$, $\sum xy=517.29008$

최소제곱법의 기울기는

$b=\dfrac{n\sum xy-\sum x\sum y}{n\sum x^{2}-\left(\sum x\right)^{2}}=\dfrac{6\times 517.29008-675\times 4.91999}{6\times 76{,}375-675^{2}}=-0.082763$

$Z=-\dfrac{1}{b}=-\dfrac{1}{-0.082763}=12.08\ ^{\circ}\mathrm{C}$

따라서 Z값은 12.08 ℃이며, 이 균은 온도를 12.08 ℃ 올릴 때마다 D값이 $\dfrac{1}{10}$ 로 줄어든다.

기울기를 $-0.08274$ 처럼 중간에 반올림한 뒤 역수를 취하면 12.09 ℃ 가 나온다(일부 교재가 이렇게 싣고 있다). 반올림은 마지막 단계에서 한 번만 해야 하므로 12.08 ℃ 가 옳다.

○ 관 지름 : 크게 한다

○ 밀도 : 크게 한다

○ 유속 : 빠르게(크게) 한다

○ 점도 : 작게 한다

[해설]

관 속 흐름은 레이놀즈수(Re)로 판정하며, Re가 클수록 난류가 된다(대략 4,000 이상이면 난류).

Re = ρvD / μ
(ρ: 밀도, v: 유속, D: 관 지름, μ: 점도)

• 관 지름·밀도·유속 — 분자에 있으면서 관성력을 키우므로 크게 해야 Re가 커진다.
• 점도 — 분모에 있으면서 흐름을 붙잡는 점성력을 나타내므로 작게 해야 Re가 커진다.

혼동 주의: Re가 2,100 이하이면 층류이고, 2,100과 4,000 사이는 전이영역이다.

(1) 유지 1 g 을 완전히 비누화하는 데 드는 수산화칼륨(KOH)의 mg 수

(2) 지질 B

[해설]

비누화가는 유지 1 g을 완전히 비누화하는 데 드는 KOH의 mg 수로, 지방산의 평균 분자량을 가늠하는 척도다. 분자량이 작을수록 1 g 속 에스터 결합이 많아 KOH가 더 필요하므로 비누화가와 평균 분자량은 반비례한다.

A의 비누화가가 B의 2배이면 A에는 저급지방산이, B에는 고급지방산(탄소수가 많은 지방산)이 더 많다. 따라서 고급지방산이 더 많은 쪽은 비누화가가 작은 지질 B다.

혼동 주의: 불포화도를 나타내는 것은 요오드가이고, 비누화가는 지방산 사슬의 길이(분자량)를 나타낸다.

(1) 텍스처의 정의 — 식품을 씹거나 만질 때 느껴지는 물리적·기계적 성질로, 입안과 손에서 감지되는 촉감(조직감)을 통틀어 이르는 관능적 품질요소

(2) 1차 기계적 특성 : 경도 / 2차 기계적 특성 : 파쇄성

[해설]

텍스처는 식품을 씹거나 만질 때 입안과 손에서 느끼는 물리적·기계적 성질에 대한 감각(조직감)이다. 맛·향과 함께 관능적 품질요소를 이룬다.

Szczesniak의 분류에서 기계적 특성은 기본 성질인 1차 특성과, 1차 특성이 조합되어 나타나는 2차 특성으로 나뉜다.

• 경도 — 일정한 변형을 일으키는 데 필요한 힘으로, 기본 성질이어서 1차 특성이다.
• 파쇄성 — 경도와 응집성이 함께 작용해 부서지는 성질이어서 2차 특성이다.

혼동 주의: 씹힘성·검성(뭉침성)도 2차 특성이고, 응집성·점성·탄성·부착성은 1차 특성이다.

(1) 저장방법 : CA 저장법(controlled atmosphere storage, 가스저장)

(2) 기체 조절 : 산소 농도를 1~5 % 로 낮추고 이산화탄소 농도를 2~10 % 로 높인다

(3) 온도 조절 : 어는점 위의 저온(대체로 0~8 ℃)을 유지한다

[해설]

수확한 청과물은 호흡하면서 양분을 써 버리고 노화한다. CA 저장법(가스저장)은 기체 조성과 온도를 함께 조절해 이 호흡을 늦추는 저장법이다.

• 기체 조절 — 산소를 1~5 %로 낮추고 이산화탄소를 2~10 %로 높이면 호흡과 에틸렌 작용이 억제되어 숙성이 늦춰진다.
• 온도 조절 — 온도가 10 ℃ 오를 때마다 호흡속도가 2~3배 빨라지므로 얼지 않는 범위의 저온(대체로 0~8 ℃)을 유지한다.

혼동 주의: 기체를 인위적으로 조절하지 않고 포장재의 투과성과 청과물 자신의 호흡에 맡기는 방식은 MA 저장이다.

(1) 맥아당 — 말타아제(maltase)

(2) 유당 — 락타아제(lactase)

[해설]

이당류 분해효소는 대개 기질 이름에 -ase를 붙여 부른다.

• 맥아당 — 말타아제(α-glucosidase)가 α-1,4 결합을 끊어 포도당 2분자를 만든다.
• 유당 — 락타아제(β-galactosidase)가 β-1,4 결합을 끊어 포도당과 갈락토스를 만든다.

락타아제가 부족하면 분해되지 않은 유당이 대장에서 발효되어 유당불내증이 생긴다. 혼동 주의: 설탕을 포도당과 과당으로 나누는 효소는 수크라아제(인버타아제)다.