(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]

세 기한은 무엇을 보증하는가가 서로 다르다.

· 소비기한 — 표시된 보관방법을 지켰을 때 섭취하여도 안전에 이상이 없는 기한. 안전의 한계이므로 이 날짜를 넘기면 먹었을 때 위해가 생길 수 있다.

· 품질유지기한 — 식품의 특성에 맞는 보존방법·기준에 따라 보관했을 때 고유의 품질이 유지될 수 있는 기한. 품질의 한계여서 기한이 지나도 곧바로 먹을 수 없게 되는 것은 아니고, 제조사가 보증하던 맛·향·조직감을 더는 담보하지 않는다는 뜻이다.

· 유통기한 — 제조일로부터 판매가 허용되는 기한. 판매자 기준의 시한이다.

영문 표기로는 소비기한을 use by date·expiration date(EXP), 품질유지기한을 best before date(BBE), 유통기한을 sell by date로 적는다.

품질유지기한은 장류·잼류·김치류·절임식품·통조림처럼 변질 우려가 적은 식품에 한해 소비기한 대신 표시할 수 있다.

유통기한은 판매 허용 시한이라 실제로 먹을 수 있는 기간보다 짧게 잡히고, 품질안전한계기간에 안전계수를 곱해 정하기 때문에 생기는 이 여유분이 멀쩡한 식품의 폐기로 이어진다는 지적이 이어졌다. 그래서 2023년 1월 1일부터 유통기한 표시제가 소비기한 표시제로 바뀌었다. 현행 「식품 등의 표시기준」은 소비기한과 품질유지기한을 정의하고 있으며, 유통기한은 소비기한으로 대체되기 전에 쓰이던 기한이다. 같은 제품이라도 소비기한이 유통기한보다 길게 설정되므로 표시된 보관방법을 지키는 것이 전제 조건이다.

25일

[해설]

냉동식품의 품질저하는 온도마다 속도가 다를 뿐 쌓이면 되돌아오지 않는다. 이것이 T-T-T(Time-Temperature Tolerance) 개념이며, 어떤 온도에서 보관 가능 기간의 몇 분의 몇을 썼는지를 더해 나가다가 합이 1이 되는 순간이 상품성의 한계다.

① 각 온도에서 소모한 품질저하율

$\dfrac{50}{240}=0.2083,\quad \dfrac{15}{40}=0.375,\quad \dfrac{2}{15}=0.1333$

② -15 ℃에서 더 둘 수 있는 일수를 $x$라 하면

$\dfrac{50}{240}+\dfrac{15}{40}+\dfrac{2}{15}+\dfrac{x}{90}\le 1$

③ 이미 쓴 몫이 $0.2083+0.375+0.1333=0.7167$이므로

$\dfrac{x}{90}\le 1-0.7167=0.2833\quad\Rightarrow\quad x\le 25.5$

날수는 정수로 세므로 -15 ℃에서 판매할 수 있는 최대 일수는 25일이다. 26일을 두면 합이 1을 넘어 품질 한계를 벗어난다.

분모를 720으로 통분해 정수로 풀어도 같다. $150+270+96+8x=720$에서 $8x=204$, $x=25.5$이다.

① 관능검사

② 비중검사

③ 알코올검사

④ 진애검사

[해설]

「축산물 위생관리법 시행규칙」 [별표 4] 축산물의 검사기준은 원유의 검사를 수유검사와 정밀검사로 나눈다. 수유검사는 집유 현장에서 원유를 받을지 말지를 즉시 판정하려는 것이므로, 특별한 장비 없이 짧은 시간에 끝나는 항목들로 짜여 있다.

수유검사를 통과한 원유만 정밀검사로 넘어가며, 정밀검사에서는 세균수·체세포수·산도·항생물질 잔류 여부 등 실험실 측정이 필요한 항목을 다룬다. 세균수와 체세포수는 원유의 위생등급을 정해 유대(乳代)에 반영되는 항목이다.

(1) 저온살균 — 100 ℃ 이하(주로 60 ~ 85 ℃)에서 가열한다. 병원성 미생물과 일부 부패균만 죽이고 포자는 남으므로 냉장 유통이 필요하다.

(2) 고온살균 — 100 ℃ 이상에서 가열한다. 내열성 포자를 만드는 미생물까지 사멸시킬 수 있다.

(3) 상업적 살균 — 정해진 유통·보관 조건에서 변질을 일으키지 않을 만큼만 병원균과 부패균을 없애는 열처리다. 완전 무균이 아니라 상온 유통이 가능한 수준의 안전성을 목표로 한다.

[해설]

열처리의 세기는 죽여야 할 대상을 어디까지로 잡느냐로 갈린다. 세게 가열할수록 미생물은 확실히 줄지만 향·색·비타민 같은 품질도 함께 무너지므로, 목적에 맞는 최소한의 열만 주는 것이 원칙이다.

· 저온살균(pasteurization) — 우유의 저온장시간살균(LTLT)은 63 ℃에서 30분, 고온단시간살균(HTST)은 72 ~ 75 ℃에서 15초가 대표적이다. 결핵균·Coxiella burnetii 등 내열성이 큰 병원균을 기준으로 조건을 잡으며, 살균이 제대로 되었는지는 포스파타아제 검사로 확인한다. 포자와 내열성 잡균은 살아남으므로 제품은 냉장 보관한다.

· 고온살균 — 100 ℃를 넘겨 가열하므로 영양세포는 물론 포자까지 겨냥할 수 있다. 통조림의 가압가열(레토르트, 통상 121 ℃)과 우유의 초고온처리(UHT, 130 ~ 150 ℃에서 2 ~ 5초)가 여기에 든다. 보존성은 크게 좋아지지만 가열취·갈변 같은 품질 변화가 따른다.

· 상업적 살균(commercial sterilization) — 살아 있는 미생물을 하나도 남기지 않는 완전멸균과는 다르다. 제품에 남을 수 있는 내열성 포자가 그 제품의 유통·보관 조건에서는 자라지 못한다면 실용적으로 무균과 같다고 보는 개념이며, 통조림·레토르트식품의 살균 설계 기준이 된다. 그래서 상업적 살균을 거친 제품도 조건을 벗어나 높은 온도에 오래 두면 호열성 포자가 자라 부패할 수 있다.

저온살균의 온도를 100 ℃ 이하라고 적은 자료와 60 ~ 85 ℃라고 적은 자료가 함께 보이는데, 앞의 것은 고온살균과 가르는 정의상의 경계이고 뒤의 것은 실제로 쓰이는 조건 범위다. 층위가 다를 뿐 서로 어긋나는 값이 아니다.

(1) 개선조치 — 모니터링 결과 중요관리점(CCP)의 한계기준을 벗어난 것이 확인되었을 때 취하는 일련의 조치

(2) 검증 — HACCP 관리계획이 제대로 세워졌는지(유효성)와 계획대로 지켜지고 있는지(실행성)를 주기적으로 확인·평가하는 일련의 활동

[해설]

두 용어 모두 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」 제2조(정의)에 실려 있고, HACCP 7원칙 가운데 개선조치는 제5원칙, 검증은 제6원칙에 해당한다.

(1) 개선조치(corrective action) — 한계기준 이탈(deviation)이 잡힌 바로 그 순간에, 그 제품과 그 공정에 대해 하는 사후 대응이다. 다음 네 가지가 함께 이루어져야 조치가 끝난 것으로 본다.

① 이탈의 원인을 찾아 없애고 공정이 관리 상태로 돌아왔는지 확인한다.
② 이탈이 일어난 동안 만들어진 제품을 가려내 격리하고 안전성을 평가해 재가공·용도전환·폐기 가운데 하나로 처리한다.
③ 같은 일이 되풀이되지 않도록 공정이나 관리방법을 고친다.
④ 이 모든 과정을 기록으로 남긴다.

중요한 것은 이탈이 생기면 무엇을 할지 미리 문서로 정해 둔다는 점이다. 그때그때 판단하는 것은 개선조치 방법이라 할 수 없다.

(2) 검증(verification) — 개별 사건이 아니라 HACCP 관리계획 자체가 쓸모 있는가를 한 발 물러서서 되짚는 활동으로, 두 축으로 이루어진다.

· 유효성(validation) — 설정한 CCP와 한계기준이 실제로 위해요소를 제어할 만한 과학적 근거를 갖추었는가
· 실행성(implementation) — 세워 둔 계획대로 현장에서 모니터링·개선조치·기록이 이루어지고 있는가

검증에는 기록 검토, 현장 관찰, 미생물 검사, 온도계 등 계측기의 검·교정, 소비자 불만 분석 등이 쓰이며, 시기에 따라 최초검증·일상검증·특별검증·정기검증으로 나눈다. 정기검증은 통상 연 1회 이상 실시하고, 원료·공정·설비가 바뀌거나 새 위해정보가 나오면 정기검증 시점이 아니어도 특별검증(재검증)을 한다.

모니터링이 실시간 감시, 개선조치가 이탈 시 대응이라면 검증은 시스템 자체에 대한 평가라는 점에서 층위가 다르다.

(1) 순상 — 고정상은 극성, 이동상은 비극성이다. 극성이 낮은(소수성) 성분이 먼저 용출되고 극성이 큰 성분이 나중에 나온다.

(2) 역상 — 고정상은 비극성, 이동상은 극성이다. 극성이 큰(친수성) 성분이 먼저 용출되고 소수성 성분이 나중에 나온다.

[해설]

크로마토그래피에서 늦게 나오는 성분은 고정상에 더 강하게 붙잡힌 성분이다. 극성끼리·비극성끼리 잘 어울린다는 원리(like dissolves like)를 여기에 대면 용출 순서가 곧바로 정해진다.

순상에서는 극성이 큰 성분이 극성 고정상에 붙들려 오래 머무르므로 비극성 성분이 먼저 빠져나온다. 역상은 이 관계가 그대로 뒤집혀, 소수성 성분이 탄화수소 사슬에 붙들리고 친수성 성분이 극성 이동상을 따라 먼저 나온다. '역상'이라는 이름 자체가 먼저 확립된 순상의 극성 배치를 거꾸로 놓았다는 뜻이다.

식품 분석에서는 역상이 압도적으로 많이 쓰인다. 시료 대부분이 물에 녹는 데다 이동상으로 물을 쓸 수 있어 다루기 쉽고, 물과 유기용매의 비율만 바꾸어 분리도를 조절하기 편하기 때문이다. 지용성 비타민이나 카로티노이드처럼 유기용매에 녹는 성분을 다룰 때 순상을 쓴다.

용어를 정리해 두자. HPLC의 이동상은 액체 용매이며, 운반기체(carrier gas)는 기체 크로마토그래피(GC)에서 쓰는 말이다. 또 먼저 용출되는 것은 이동상이 아니라 시료 속 성분(용질)이다. 일부 교재에 이 둘이 뒤섞여 실려 있으나 구분해서 써야 한다.

(1) 사람이 평생 매일 먹어도 건강에 해로운 영향이 나타나지 않을 것으로 판단되는 1일 섭취허용량

(2) 0.3 mg/day

[해설]

ADI(Acceptable Daily Intake, 1일 섭취허용량)는 식품첨가물·잔류농약처럼 사람이 의도적으로 쓰는 화학물질에 매기는 안전기준이다. 동물실험에서 아무런 유해영향이 관찰되지 않은 최대 용량(NOAEL)을 찾은 뒤, 여기에 안전계수를 나누어 사람에게 적용한다.

$\text{ADI}\left(\mathrm{mg/kg \cdot day}\right)=\dfrac{\text{NOAEL}}{\text{안전계수}}$

안전계수 100은 동물과 사람의 종간 차이 10배와 사람들 사이의 개인차 10배를 곱한 값이다. 어린이·임산부처럼 민감한 집단까지 덮으려는 여유분이다.

① 체중 1 kg당 허용량

$\dfrac{1\ \mathrm{mg/kg \cdot day}}{100}=0.01\ \mathrm{mg/kg \cdot day}$

② 체중 30 kg인 어린이의 1일 허용량

$0.01\ \mathrm{mg/kg \cdot day}\times 30\ \mathrm{kg}=\mathbf{0.3\ \mathrm{mg/day}}$

과자 30 g이라는 조건은 이 계산에 쓰이지 않는다. 실제 섭취량과 ADI를 견주려면 과자에 든 첨가물의 농도(예: mg/kg)를 알아야 하는데 그 값이 주어지지 않았기 때문이다. 농도가 주어졌다면 $\text{섭취량}=\text{농도}\times 0.03\ \mathrm{kg}$을 구해 0.3 mg/day와 비교하는 문제가 된다.

지면에 따라 조건을 최대무작용량(NOEL)이라 부르기도 하는데, 최근에는 유해한 영향만을 기준으로 삼는 NOAEL로 통일해 쓴다. 또 NOAEL은 체중 1 kg당·하루당의 값이므로 단위를 mg/kg 체중/일로 적어야 계산이 어긋나지 않는다.

동결에서는 먼저 언 바깥층인 얼음을 통해 열이 빠져나가고, 해동에서는 먼저 녹은 바깥층인 물을 통해 열이 들어간다. 얼음은 물보다 열전도도와 열확산도가 훨씬 크므로 열이 더 빨리 오가는 동결이 해동보다 빠르다.

[해설]

동결과 해동은 모두 표면에서 중심으로 진행하는데, 열이 지나가야 하는 층의 정체가 서로 반대다.

· 동결 : 표면부터 얼기 시작해 얼음층이 안쪽으로 두꺼워진다. 중심의 열은 이 얼음층을 뚫고 나온다.

· 해동 : 표면부터 녹기 시작해 물층이 안쪽으로 두꺼워진다. 바깥의 열은 이 물층을 뚫고 들어간다.

두 층의 열적 성질은 다음과 같이 크게 차이 난다.

얼음은 물보다 열을 약 4배 잘 전달하고, 온도 변화가 퍼져 나가는 속도를 나타내는 열확산도로 보면 약 8배 빠르다. 게다가 얼음의 비열이 물의 절반이어서 같은 열량으로 온도가 두 배 더 움직인다. 그래서 동결에서는 두꺼워지는 얼음층이 오히려 열이 잘 빠지는 통로가 되지만, 해동에서는 두꺼워지는 물층이 단열재처럼 열을 막아 뒤로 갈수록 느려진다.

같은 온도 차를 걸어 주어도 해동이 늦어지는 이 성질 때문에, 해동 중에는 표면이 오래 고온에 머물러 드립(drip) 손실과 미생물 증식, 효소적 변질이 일어나기 쉽다. 이를 줄이려고 저온에서 천천히 녹이는 냉장해동이나, 열전달 경로 자체를 건너뛰는 마이크로파·고주파 해동을 쓴다.

다만 실제 공정의 소요시간은 온도 차와 표면 열전달계수에 따라서도 달라진다. 위의 비교는 같은 조건이라면 얼음을 통한 열이동이 물을 통한 것보다 빠르다는 물성상의 이유를 짚은 것이다.

① 0.15 mg

② 액체식품

③ 고카페인 함유

[해설]

「식품 등의 표시기준」의 공통 표시기준은 카페인 농도가 1 mL당 0.15 mg 이상인 액체식품을 고카페인 표시 대상으로 삼는다. 커피·에너지음료처럼 마시는 형태의 제품이 여기에 해당하며, 고형 제품이나 농도가 기준에 못 미치는 음료는 대상이 아니다.

대상 제품에 붙는 표시는 세 가지다.

① 주표시면에 "고카페인 함유"

② 주표시면에 "총카페인 함량 ○○○ mg" — 제품 한 개(1회 섭취참고량이 아니라 총량)에 든 카페인의 양이다.

③ 주의문구 "어린이, 임산부, 카페인 민감자는 섭취에 주의해 주시기 바랍니다."

기준값의 단위에 주의하자. 제품 하나당 총량이 아니라 1 mL당 농도이므로, 같은 양의 카페인이 들었더라도 용량이 큰 제품은 농도가 낮아져 대상에서 빠질 수 있다. 예컨대 500 mL 음료에 카페인이 60 mg 들었다면 $60 \div 500 = 0.12\ \mathrm{mg/mL}$로 0.15 mg에 못 미쳐 고카페인 표시 대상이 아니다.

(1) 곡선 — 가로축을 수분활성도(또는 상대습도), 세로축을 수분함량으로 잡으면 완만한 S자(시그모이드) 모양이 되며, 수분을 빼면서 얻은 탈습곡선과 수분을 먹이면서 얻은 흡습곡선이 겹치지 않고 탈습곡선이 위쪽에 놓여 고리(loop)를 이룬다.

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

(3) 이유 — 건조(탈습) 과정에서 조직이 수축하고 모세관과 공극이 좁아지거나 막히며 용질이 결정화되어, 다시 물을 주어도 수분이 들어갈 자리가 줄어 원래만큼 되돌아오지 못하기 때문

[해설]

등온흡습곡선은 온도를 고정한 채 주위 습도와 평형을 이룬 식품의 수분함량을 이어 그린 것이다. 곡선은 수분활성도가 낮은 쪽부터 세 영역으로 나뉘며, 물의 존재 형태가 영역마다 다르다.

· A 영역(결합수) — 단백질·탄수화물의 극성기에 단분자층으로 단단히 붙은 물이다. 얼지 않고 용매로 쓰이지 못하며 미생물도 이용할 수 없다.

· B 영역(준결합수) — 단분자층 바깥에 여러 겹으로 쌓인 물이다. 결합수와 자유수의 성질을 함께 지닌다.

· C 영역(자유수) — 모세관에 응축되어 자유롭게 움직이는 물이다. 미생물의 증식과 효소·화학반응에 쓰이며, 수분함량이 조금만 늘어도 수분활성도가 크게 올라간다.

같은 식품이라도 말리며 잰 곡선과 적시며 잰 곡선이 겹치지 않는데 이것이 이력현상이다. 같은 수분활성도에서 탈습 쪽 수분함량이 더 크고, 뒤집어 말하면 같은 수분함량이라도 흡습을 거친 쪽의 수분활성도가 더 높다.

건조 중에 조직이 쪼그라들면서 물이 드나들던 모세관이 좁아지거나 막히고, 녹아 있던 당·염이 결정으로 굳으면서 물과 결합할 수 있는 자리도 줄어든다. 그래서 건조식품에 물을 다시 먹여도 처음 상태로 온전히 돌아가지 않으며, 복원한 제품은 같은 수분함량에서 수분활성도가 더 높아 미생물학적으로 불안정해진다. 건조식품의 저장 조건을 정할 때 흡습곡선이 아니라 실제 이력을 반영한 값을 봐야 하는 이유다.

(1) 변화 — 두유가 잘 엉기지 않아 두부의 수율이 떨어진다.

(2) 이유 — 탄산칼슘은 물에 거의 녹지 않는 난용성 염이어서 응고에 필요한 $\mathrm{Ca^{2+}}$가 충분히 나오지 못하기 때문이다.

[해설]

두부가 굳는 것은 가열로 변성된 대두단백질(글리시닌)이 2가 양이온과 다리를 놓아 그물 구조를 이루며 침전하는 반응이다. 따라서 응고제가 얼마나 빨리, 얼마나 많은 $\mathrm{Ca^{2+}}$나 $\mathrm{Mg^{2+}}$를 내놓느냐가 응고의 속도와 수율을 좌우한다. 그 열쇠가 응고제의 용해도다.

탄산칼슘의 용해도는 간수 주성분의 약 4만분의 1, 황산칼슘과 견주어도 200분의 1 수준이다. 물에 넣어도 대부분 가라앉은 채로 남아 있으니 단백질과 만날 $\mathrm{Ca^{2+}}$ 자체가 모자라고, 그 결과 응고에 시간이 오래 걸리며 엉기지 못한 단백질이 순물(유청)로 빠져나가 수율이 낮아진다. 굳더라도 조직이 성글고 물러 상품성이 떨어진다.

탄산칼슘이 두부에 아예 쓰이지 않는 것은 아니다. 응고제가 아니라 칼슘 강화용 영양강화제로 소량 넣는 용도이며, 이때도 실제 응고는 황산칼슘이나 간수가 맡는다.

(1) GMP(Good Manufacturing Practice, 우수제조기준) — 안전하고 위생적인 식품을 만들기 위해 갖추어야 할 건물·설비·시설에 관한 하드웨어적 기준

(2) SSOP(Sanitation Standard Operating Procedure, 위생관리기준) — 세척·소독, 개인위생 등 현장에서 지켜야 할 위생관리 방법을 정한 소프트웨어적 기준

[해설]

HACCP의 7원칙 12절차는 기본 위생이 이미 갖추어진 공장을 전제로 돌아간다. 바닥이 오염되고 종업원이 손을 씻지 않는 곳에서 중요관리점 몇 개를 관리해 봐야 소용이 없기 때문이다. 그 바탕이 되는 관리를 선행요건(prerequisite program)이라 하며, GMP와 SSOP가 두 기둥이다.

· GMP — 하드웨어 : 작업장을 청결구역과 일반구역으로 나누는 구획, 사람과 원료의 동선 분리, 바닥·벽·천장의 재질과 배수, 환기와 조도, 방충·방서 설비, 기계·기구의 재질과 세척이 쉬운 구조 등 지어 놓는 것에 관한 기준이다.

· SSOP — 소프트웨어 : 용수의 안전성 확보, 기구·설비의 세척과 소독 방법 및 주기, 종업원의 손 씻기와 복장, 교차오염 방지, 화학물질 보관, 폐기물 관리, 건강관리 등 지켜서 하는 일을 절차로 문서화한 것이다.

둘의 관계는 이렇게 잡으면 헷갈리지 않는다. GMP가 위생적인 시설을 짓는 기준이라면, SSOP는 그 시설을 위생적으로 유지·운영하는 절차다. 우리나라는 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」이 두 내용을 선행요건관리로 묶어, 영업장·위생·제조시설·냉장냉동설비 관리, 용수관리, 보관 및 운송관리, 검사관리, 회수관리 등의 항목으로 운영한다.