19-2
다음 설명에 해당하는 「식품공전」상의 식품유형을 각각 쓰시오.
(1) 밀가루 99.99 %에 니코틴산, 환원철, 비타민 C 등을 더한 제품
(2) 옥수수차·보리차처럼 원료를 티백에 담아 뜨거운 물에 우려 마시는 제품
(1) 영양강화 밀가루
(2) 침출차
[해설]
두 유형 모두 「식품공전」의 식품유형이며, 원료 배합과 먹는 방식이 유형을 가르는 단서다.
- 영양강화 밀가루 — 밀가루에 니코틴산·환원철·비타민 같은 강화제를 미량 더한 것으로, 밀가루 99.99 %라는 배합비가 단서다.
- 침출차 — 곡류·잎·열매 등을 티백 등에 담아 물에 우려낸 액을 마시는 다류다.
혼동 주의: 같은 다류라도 가루·과립을 물에 타 마시면 고형차, 추출액을 액상으로 만든 것은 액상차다.
19-2
호화된 전분이 노화될 때 일어나는 변화를 분자 구조의 관점에서 설명하시오.
호화로 흩어졌던 아밀로오스·아밀로펙틴 사슬이 다시 가까워져 사슬 사이에 수소결합을 맺고, 규칙적인 미셀(결정) 구조로 재배열되면서 생전분에 가까운 상태로 되돌아가는 현상
[해설]
노화는 호화(α화)의 역방향 변화로, 풀렸던 전분 사슬이 다시 결정 구조로 돌아가는 현상이다.
호화 때 흩어졌던 아밀로오스·아밀로펙틴 사슬은 온도가 내려가면 서로 가까워져 수소결합을 다시 맺는다. 이렇게 규칙적인 미셀(결정) 구조로 재배열되면서 생전분(β전분)에 가까운 상태가 된다.
직선형인 아밀로오스가 먼저 재결합하고, 가지가 많은 아밀로펙틴은 늦게 관여한다. 그 결과 물이 밀려나 조직이 굳고, 소화효소가 잘 접근하지 못해 소화율이 떨어진다.
혼동 주의: 노화는 수분 30~60 %, 0~5 ℃ 냉장에서 가장 잘 일어난다. 반대로 수분 15 % 이하, 급속 동결, 60 ℃ 이상 보온에서는 억제된다.
19-2
「식품공전」의 통·병조림식품 제조·가공기준에 관한 다음 서술에서 빈칸에 들어갈 값을 각각 쓰시오.
· 멸균할 때에는 제품 중심부의 온도를 ( ① ) 이상으로 ( ② ) 이상 유지하거나, 이와 같은 수준 이상의 효력이 있는 방법으로 열처리하여야 한다.
· pH가 ( ③ )을 넘는 저산성식품은 내용물·가공장소·제조일자를 알 수 있는 기호를 붙이고 멸균공정에 대한 기록을 보관하여야 한다.
· pH가 ( ④ ) 이하인 산성식품은 가열 등의 방법으로 살균처리할 수 있다.
① 120 ℃
② 4분
③ 4.6
④ 4.6
[해설]
「식품공전」 통·병조림식품 기준은 실온 장기유통 중 보툴리누스균을 잡기 위해 멸균을 요구한다. 멸균은 제품 중심온도 120 ℃에서 4분 이상 또는 이와 같은 수준 이상의 열처리여야 한다.
열이 가장 늦게 닿는 중심부가 기준이다. 보툴리누스균은 pH 4.6 이하에서 자라지도, 독소를 만들지도 못한다.
그래서 pH 4.6을 넘는 저산성식품은 멸균과 공정기록 보관을 요구하고, pH 4.6 이하인 산성식품은 가열 살균으로 갈음할 수 있다. 두 빈칸 값이 모두 4.6인 이유가 이것이다.
19-2
독성 시험에서 쓰는 다음 두 지표를 각각 무엇이라 표기하는지 그 약어를 쓰시오.
(1) 동물의 반수치사량
(2) 어류의 한계치사농도
(1) LD50
(2) TLm
[해설]
두 지표 모두 시험 생물의 50 %가 죽는 수준을 나타내는 급성독성 지표다.
- LD50(Lethal Dose 50, 반수치사량) — 실험동물에 한 번 투여해 절반이 죽는 투여량으로, 체중당 mg/kg으로 나타낸다.
- TLm(Median Tolerance Limit, 한계치사농도) — 시험물질을 녹인 물에 어류를 정해진 시간(24·48·96시간) 동안 노출해 절반이 견디는 농도로, mg/L(ppm)로 나타낸다.
혼동 주의: LC50은 흡입·수중 노출을 가리지 않고 농도로 노출했을 때의 반수치사농도를 뜻하는 일반 용어로, 어류 시험값을 LC50으로 적기도 하지만 한계치사농도의 약어는 TLm이다.
19-2
저메톡실 펙틴이 겔을 만드는 기작을 설명하시오.
메톡실기가 적어 유리 카르복실기가 많으므로, 칼슘과 같은 2가 양이온이 이웃한 펙틴 사슬의 카르복실기 사이를 이온결합으로 이어 주는 가교 역할을 하고, 그 결과 3차원 그물구조가 만들어지면서 겔이 된다. 고농도의 당과 산은 필요하지 않다.
[해설]
펙틴은 갈락투론산 사슬이다. 저메톡실 펙틴은 메톡실기가 7 % 미만이라 해리된 카르복실기(-COO-)가 많다.
여기에 Ca2+ 같은 2가 양이온이 들어오면 이웃한 두 사슬의 카르복실기를 이온결합으로 동시에 붙잡아 다리를 놓는다. 이 가교가 쌓여 3차원 그물구조, 이른바 에그박스 구조의 겔이 된다.
혼동 주의: 고메톡실 펙틴은 당 60~65 %와 pH 2.8~3.5의 산이 있어야 굳지만, 저메톡실 펙틴은 당·산이 필요 없어 저당 잼에 쓴다.
19-2
우유의 살균에 대하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 저온장시간살균법(LTLT)의 가열 온도와 시간
(2) 고온단시간살균법(HTST)의 가열 온도와 시간
(3) 우유가 제대로 살균되었는지 확인하는 시험법
(1) 63~65 ℃에서 30분간
(2) 72~75 ℃에서 15~20초간
(3) 포스파타제 시험(phosphatase test)
[해설]
우유 살균은 풍미 손상을 줄이면서 병원균을 죽이는 조건으로 정해져 있다. 살균이 제대로 됐는지는 우유에 본래 들어 있는 효소로 판정한다.
- 저온장시간살균법(LTLT) — 63~65 ℃에서 30분 가열하는 배치식으로, 풍미 변화가 가장 적다.
- 고온단시간살균법(HTST) — 72~75 ℃에서 15~20초 가열하는 연속식으로, 대량 처리에 알맞다.
- 포스파타제 시험 — 알칼리성 포스파타제는 병원균보다 약간 더 열에 강하므로, 제대로 살균했다면 함께 실활해 음성이 나온다.
양성이면 가열이 부족했거나 살균 후 생유가 섞였다는 뜻이다. 참고로 초고온순간처리법(UHT)은 130~150 ℃에서 0.5~5초간 처리한다.
19-2
아래 네 가지 당을 마이야르 반응에 의한 갈변이 빠르게 일어나는 것부터 차례대로 나열하시오.
sucrose, glucose, ribose, galactose
ribose > galactose > glucose > sucrose
[해설]
마이야르 반응은 환원당의 카르보닐기와 아미노기가 결합하며 시작한다. 그래서 고리가 열려 카르보닐기를 드러내기 쉬운 당일수록 빨리 갈변한다.
- ribose — 오탄당은 개환 비율이 높아 가장 빠르다.
- galactose — 육탄당 중에서는 포도당보다 빠르다.
- glucose — 고리 구조가 가장 안정한 육탄당이라 느린 편이다.
- sucrose — 환원성 기가 결합에 막힌 비환원당이라 거의 반응하지 않는다.
외우는 요령: 오탄당 > 육탄당 > 환원성 이당류 > 비환원당 순이다.
19-2
밀가루를 나누는 두 가지 기준을 들고, 각 기준에 따라 어떻게 구분되는지 쓰시오.
① 글루텐(단백질) 함량 — 강력분, 중력분, 박력분으로 나눈다.
② 회분(무기질) 함량 — 1등급, 2등급, 3등급으로 나눈다.
[해설]
밀가루는 무엇에 쓰이는가(종류)와 얼마나 곱게 정제되었는가(등급)를 서로 다른 지표로 가른다.
· 글루텐(단백질) 함량 — 종류 : 밀 단백질인 글리아딘과 글루테닌이 물과 반죽되며 만드는 그물 구조가 글루텐이다. 이 양이 많을수록 반죽이 질기고 잘 부푼다. 단백질이 가장 많은 강력분(대체로 13 % 안팎 이상, 경질밀)은 제빵용, 중간인 중력분(10 % 내외)은 국수·만두피 등 다목적, 가장 적은 박력분(8~10 % 정도, 연질밀)은 케이크·쿠키·튀김옷에 쓴다.
· 회분 함량 — 등급 : 회분은 시료를 태우고 남는 무기질로, 밀알의 껍질(밀기울)과 배아에 몰려 있고 배유에는 적다. 따라서 회분이 적을수록 껍질이 덜 섞인 정제도 높은 밀가루다. 일반적으로 1등급 0.6 % 이하, 2등급 0.9 % 이하, 3등급 1.6 % 이하로 구분하며, 등급이 낮은 번호일수록 색이 희고 식감이 부드럽다.
두 기준은 서로 독립이어서 "1등급 강력분", "2등급 박력분"처럼 조합해 표기한다. 「식품공전」의 식품유형으로서의 밀가루류는 밀가루·영양강화 밀가루·기타 밀가루로 나뉘는데, 이는 가공 여부에 따른 분류이므로 이 문항이 묻는 축과는 다르다.
19-2
어떤 식품 중의 산화방지제를 HPLC로 정량하였다. 시료 5 g을 전처리하여 최종 부피를 10 mL로 맞춘 뒤 분석한 결과, 5 mg/kg 표준액의 피크 면적은 125, 시료 용액의 피크 면적은 50이었다. 이 시료에 들어 있는 산화방지제의 농도는 몇 mg/kg인지 구하시오.
4 mg/kg
[해설]
크로마토그래피에서는 피크 면적이 농도에 비례하므로 표준액과의 면적비로 시료 용액의 농도를 먼저 구한다. 그다음 전처리 희석배수를 곱해 시료 자체의 농도로 되돌린다.
시료 용액 농도 = 표준 농도 × (시료 면적 ÷ 표준 면적)
= 5 mg/kg × 50/125
= 2 mg/kg
희석배수 = 최종 부피 ÷ 시료량 = 10 mL ÷ 5 g = 2
시료 농도 = 2 mg/kg × 2 = 4 mg/kg
혼동 주의: 희석배수를 빠뜨리고 2 mg/kg으로 답하는 실수가 가장 흔하다.
19-2
「식품공전」은 간장을 다섯 가지 식품유형으로 나눈다. 다음 각 유형이 어떻게 정의되는지 쓰시오.
(1) 양조간장
(2) 한식간장
(3) 효소분해간장
(4) 산분해간장
(5) 혼합간장
(1) 양조간장 — 대두, 탈지대두 또는 곡류 등에 누룩균 등을 배양하고 식염수 등을 섞어 발효·숙성시킨 뒤 그 여액을 가공한 것
(2) 한식간장 — 메주를 주원료로 하여 식염수 등을 섞어 발효·숙성시킨 뒤 그 여액을 가공한 것
(3) 효소분해간장 — 단백질을 함유한 원료를 효소로 가수분해한 뒤 그 여액을 가공한 것
(4) 산분해간장 — 단백질을 함유한 원료를 산으로 가수분해한 뒤 그 여액을 가공한 것
(5) 혼합간장 — 한식간장이나 양조간장에 산분해간장 또는 효소분해간장을 섞어 가공한 것 등
[해설]
식품공전은 간장 유형을 단백질 원료를 발효로 분해했는지, 효소·산으로 분해했는지에 따라 나눈다.
- 양조간장 — 대두·탈지대두·곡류에 순수 배양한 누룩균(Aspergillus속 등)을 기른 뒤, 식염수와 함께 발효·숙성해 얻은 여액을 가공한다.
- 한식간장 — 메주를 주원료로 식염수에 담가 발효·숙성한 여액을 가공하는 전통 방식이다.
- 효소분해간장 — 단백질 원료를 단백질분해효소로 가수분해한 여액을 가공한다.
- 산분해간장 — 단백질 원료를 염산 같은 산으로 가수분해한 여액을 가공하며, 발효보다 빠르고 수율이 높다.
- 혼합간장 — 한식간장이나 양조간장에 산분해간장 또는 효소분해간장을 섞어 가공한 것 등이다.
혼동 주의: 메주로 담그면 한식간장, 누룩균을 배양해 담그면 양조간장이다. 산분해 공정에서는 3-MCPD가 생길 수 있어 산분해간장과 혼합간장에는 이 성분의 규격을 따로 둔다.
19-2
진공농축기를 이루는 세 가지 주요 장치를 쓰시오.
① 가열장치(증발관)
② 응축기
③ 진공장치(감압장치)
[해설]
진공농축은 압력을 낮춰 물의 끓는점을 떨어뜨린 뒤 낮은 온도에서 수분을 증발시킨다. 그래서 열에 약한 성분이 덜 손실되고 갈변도 적다.
- 가열장치(증발관) — 수증기로 열을 공급해 원액의 수분을 증발시키는 몸통이다.
- 응축기 — 증발한 수증기를 식혀 물로 되돌리며, 이때 부피가 줄어 감압 유지에도 기여한다.
- 진공장치(감압장치) — 진공펌프나 스팀 이젝터로 공기·불응축가스를 빼내 감압 상태를 유지한다.
외우는 요령: 끓이고(가열) → 식히고(응축) → 빨아낸다(진공)의 흐름으로 기억한다.
19-2
당도 12 Brix인 복숭아 시럽 5,000 kg에 75 Brix 시럽을 더해 12.4 Brix로 맞추려고 한다. 다음을 각각 구하시오.
(1) 넣어야 할 75 Brix 시럽의 양(kg)
(2) 당도를 맞춘 시럽 전량을 240 mL들이 캔에 채울 때, 분당 200캔을 생산한다면 걸리는 시간(분)
(단, 12.4 Brix 시럽의 밀도는 1.0408 g/mL이고, 답은 소수점 둘째 자리까지 구한다.)
(1) 31.95 kg
(2) 100.72분
[해설]
Brix는 용액 100 g에 녹아 있는 당의 g 수이므로, 섞기 전후로 당의 총량이 보존된다는 물질수지식을 세운다.
넣을 75 Brix 시럽의 양을 x kg이라 하면
0.12×5,000 + 0.75x = 0.124×(5,000 + x)
x = 20 ÷ 0.626 = 31.9489 ≒ 31.95 kg
시럽 전량의 부피는 질량을 밀도로 나눠 구한다.
V = 5,031,950 g ÷ 1.0408 g/mL = 4,834,694 mL
캔 수 = 4,834,694 ÷ 240 = 20,144.56캔
t = 20,144.56 ÷ 200 = 100.72분
혼동 주의: 부피를 구할 때는 처음의 5,000 kg이 아니라 시럽을 더한 뒤의 전량 5,031.95 kg을 쓴다.
19-2
식품의 유통기한 설정 실험에서 품질 변화를 확인하기 위해 측정하는 지표를 3가지 쓰시오.
① 이화학적 지표
② 미생물학적 지표
③ 관능적 지표
[해설]
기한 설정 실험은 저장 중 변하는 품질을 이화학·미생물·관능 세 갈래 지표로 추적한다. 그 값이 한계에 이르는 시점으로 기한을 정한다.
- 이화학적 지표 — 수분활성도·pH·산가·과산화물가·휘발성염기질소 등으로 산패와 성분 변화를 본다.
- 미생물학적 지표 — 일반세균수·대장균군·진균수 등으로 부패와 안전성의 진행을 본다.
- 관능적 지표 — 색·냄새·맛·조직감으로 소비자가 먹기 어렵다고 느끼는 시점을 본다.
혼동 주의: 중금속·곰팡이독소·잔류농약은 저장 중에 늘어나는 값이 아니어서 기한 설정 지표로 쓰지 않는다. 2023년부터 표시제도는 소비기한으로 바뀌었지만 지표 체계는 그대로다.