과육에 들어 있던 색 없는 류코안토시아닌이 산성 조건의 가열을 거치며 산화·전환되어, 붉은 색소인 시아니딘 계열 안토시아니딘이 되기 때문이다.

[해설]

복숭아·배·사과 같은 인과류와 핵과류에는 류코안토시아닌(leucoanthocyanin)이 들어 있다. 이름 그대로 ‘색이 없는(leuco-) 안토시아닌’, 곧 안토시아닌의 전구체인 플라반-3,4-다이올 계열 화합물이다. 생과일 상태에서는 색을 띠지 않으므로 과육이 하얗게 보인다.

그런데 통조림은 산성(대개 pH 4.6 이하) 상태로 오래 가열하는 공정을 거친다. 이 조건에서 류코안토시아닌은 탈수·산화되면서 고리 구조가 바뀌어 시아니딘(cyanidin) 등의 안토시아니딘으로 전환된다. 안토시아닌계 색소는 산성에서 플라빌리움 이온 형태로 존재해 붉은색을 띠므로, 결과적으로 통조림 내용물이 분홍빛에서 붉은빛으로 물든다.

이 적변은 미생물에 의한 부패가 아니라 화학적 변색이어서 위생상 해롭지는 않지만, 소비자가 변질로 오해하기 쉬워 품질 결함으로 다룬다. 살균 온도를 높이고 시간을 줄이는 고온단시간 방식으로 가열 이력을 줄이거나, 주석 용출·금속 이온과의 착염 형성을 막도록 도료관을 쓰고, 완제품을 서늘한 곳에 보관해 저장 중 반응이 더 진행되지 않게 하는 것이 대책이다.

(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.

(A) 완만동결

(B) 급속동결

[해설]

동결의 품질을 가르는 것은 최대빙결정생성대(대략 -1 ~ -5 ℃)를 얼마나 빨리 지나가느냐다. 식품 속 물의 대부분이 이 구간에서 얼음으로 바뀌기 때문이다.

(A) 완만동결 — 이 구간을 천천히 통과하면 먼저 생긴 결정핵에 물 분자가 계속 붙어 결정이 굵게 자란다. 결정 수는 적고 크기는 크다. 커진 얼음이 세포막과 조직을 물리적으로 찢고, 세포 밖에서 먼저 얼면서 세포 안의 물을 끌어내 원형질이 농축·변성된다. 그 결과 해동했을 때 드립(drip)이 많이 흘러나오고 조직이 물러지며 맛 성분도 함께 빠진다. -18 ℃ 정도의 일반 냉동창고에 그대로 넣어 얼리는 경우가 여기에 해당한다.

(B) 급속동결 — 최대빙결정생성대를 보통 30분 안에 통과시키면 결정핵이 동시에 많이 생겨 미세한 결정이 조직 전체에 고르게 분산된다. 세포막 손상이 적어 해동 후에도 원래의 조직감과 색·맛이 잘 남는다. -40 ℃ 이하의 급속동결기, 송풍동결기, 접촉식 동결판, 액체질소 분무 같은 설비를 쓴다.

정리하면 결정이 크고 성기면 완만동결, 작고 고르면 급속동결이며, 식품의 품질 보존에는 급속동결이 유리하다.

20.36 %

[해설]

합격·불량처럼 결과가 둘뿐인 시행을 정해진 횟수만큼 독립적으로 되풀이할 때, 특정 결과가 나오는 횟수는 이항분포를 따른다.

$P(X=x) = {}_{n}C_{x}\, p^{x}\,(1-p)^{\,n-x}$

여기서 $n$은 시행 횟수, $p$는 한 번의 시행에서 불량이 나올 확률, $x$는 불량품의 개수다. 이 문제는 $n=5$, $p=0.05$, $x=1$인 경우다.

① 조합의 수 — 5개 가운데 어느 하나가 불량일 수 있으므로

${}_{5}C_{1} = \dfrac{5!}{1!\,(5-1)!} = 5$

② 확률 계산

$P(X=1) = 5 \times (0.05)^{1} \times (0.95)^{4} = 5 \times 0.05 \times 0.81450625 = 0.203627$

백분율로 고치면 20.36 %이다.

주의할 점은 발문이 ‘꼭 1개만’을 물었다는 것이다. ‘1개 이상’이라면 여사건을 써서 $1-(0.95)^{5}=0.2262$, 곧 22.62 %가 되어 답이 달라진다. 이항분포 문제는 묻는 것이 ‘정확히 몇 개’인지 ‘몇 개 이상’인지부터 확인하고 식을 세워야 한다.

검사법 — 일-이점검사법(duo-trio test)

목적 — 원료·가공·포장·저장 조건을 바꾸었을 때 제품에 감지할 만한 차이가 생겼는지 확인한다.

최소 패널 수 — 15명

[해설]

설문지에서 기준 시료 R을 먼저 맛보게 하고, 그다음 세 자리 난수로 표시된 시료 두 개 가운데 기준과 같은 것을 고르게 한 것이 결정적인 단서다. 이 구성은 일-이점검사법의 전형적인 설문 형식이다.

① 어떤 검사인가 — 관능검사는 크게 차이식별검사, 묘사분석, 기호도검사로 나뉘고, 이 문제의 검사법은 차이식별검사 가운데 종합적 차이검사에 든다. 종합적 차이검사에는 삼점검사와 일-이점검사가 있는데, 둘은 시료를 내주는 방식이 다르다.

② 목적 — 원료를 바꾸거나 공정·포장재·저장 조건을 손봤을 때, 그 변화가 소비자가 알아챌 만한 차이로 이어지는지 판정하는 데 쓴다. 어느 쪽이 더 좋으냐를 묻는 검사가 아니라 차이가 있느냐 없느냐만 가리는 검사라는 점이 중요하다. 향이 강하거나 뒷맛이 오래 남아 시료 세 개를 견주기 어려운 경우, 기준을 먼저 잡아 주는 일-이점검사가 삼점검사보다 유리하다.

③ 최소 패널 수 — 우연히 맞힐 확률이 1/2로 삼점검사(1/3)보다 높아 검정력이 떨어지므로 사람 수를 더 확보해야 한다. 훈련된 패널을 쓸 때 최소 15명을 기준으로 하며, 판정의 신뢰도를 높이려면 그보다 많이 두는 것이 좋다.

명칭 — 현적배양법(hanging drop culture)

목적 — 죽이거나 염색하지 않은 균을 살아 있는 그대로 들여다보며, 편모에 의한 이동 여부와 균체가 이어 붙은 모양, 배양 중의 형태 변화 따위를 살피기 위해서다.

[해설]

현적(懸滴)은 ‘매달린 물방울’이라는 뜻이다. 표본을 만드는 순서는 이렇다.

① 커버글라스 한가운데에 균 배양액을 한 방울 떨어뜨린다. ② 커버글라스 네 귀퉁이(또는 홀 슬라이드의 홈 둘레)에 바셀린을 얇게 바른다. ③ 홀 슬라이드 글라스를 뒤집어 커버글라스 위에 덮은 뒤 통째로 되집으면, 균액 방울이 오목한 홈 안 공중에 매달린 상태가 된다. ④ 바셀린이 가장자리를 밀봉해 건조를 막으므로 한동안 관찰과 배양을 이어갈 수 있다.

이 방법의 값어치는 고정도 염색도 하지 않는다는 데 있다. 도말표본은 열고정과 염색 과정에서 균이 죽고 모양도 조금 일그러지지만, 현적배양은 균을 살아 있는 그대로 두므로

· 운동성(편모에 의한 방향성 있는 이동인지, 물 분자에 떠밀리는 브라운 운동인지) 판별
· 균체가 이어 붙은 모양(연쇄상·포도상 등)과 분열 과정 관찰
· 배양 조건에 따라 균 모양이 어떻게 바뀌는지, 포자를 만드는지 관찰

같은 것이 가능하다. 굴절률 차이가 작아 밝은 시야에서는 잘 보이지 않으므로 광량을 낮추거나 위상차현미경·암시야현미경을 쓰면 관찰이 쉬워진다.

기능성분(지표성분)의 함량이 건강기능식품으로 인정받는 기준에 미치지 못하기 때문이다. 기준에 못 미치면 건강기능식품이 아닌 일반식품(기타가공품)으로 분류되고, 기능성 표시도 할 수 없다.

[해설]

원료가 무엇이냐가 아니라, 그 원료를 얼마나 넣었느냐가 갈림길이다. 홍삼이 들어갔다고 해서 곧바로 건강기능식품이 되는 것이 아니다.

「건강기능식품의 기준 및 규격」(건강기능식품공전)은 기능성 원료마다 제조기준과 기능성분(지표성분)의 함량 기준을 따로 정해 두고 있고, 홍삼도 그 가운데 하나다. 홍삼의 지표성분은 진세노사이드이며, 완제품이 이 함량 기준을 채우고 일일섭취량 범위 안에 들어와야 비로소 건강기능식품으로 인정된다.

홍삼정·홍삼캔디·홍삼음료처럼 맛과 기호를 앞세운 제품은 홍삼을 향미 원료 수준으로만 쓰는 경우가 많아 이 기준을 채우지 못한다. 그러면 「식품의 기준 및 규격」(식품공전)의 식품유형 가운데 어디에도 들어맞지 않는 식품을 모아 놓은 기타식품류의 ‘기타가공품’으로 분류된다.

분류가 갈리면 표시할 수 있는 말도 갈린다. 건강기능식품은 인정받은 범위 안에서 ‘면역력 증진에 도움을 줄 수 있음’ 같은 기능성 표시를 할 수 있지만, 기타가공품은 일반식품이므로 그런 표시를 할 수 없고 건강기능식품 인증 도안도 붙일 수 없다. 소비자로서는 원료명이 아니라 제품 유형과 인증 도안을 확인해야 구별할 수 있다는 뜻이다.

① 0.15 mg

② 액체식품

③ 고카페인 함유

[해설]

카페인은 적게 먹으면 문제가 없지만 어린이·임산부·민감한 사람에게는 불면, 심박 증가 같은 영향을 줄 수 있다. 그래서 일정 농도를 넘는 액체식품에 대해서는 소비자가 함량을 곧바로 알아볼 수 있도록 표시 의무를 두고 있다.

① 기준 농도 — 1 mL당 0.15 mg. 부피 기준으로 정해 두었으므로 제품 용량이 커질수록 총량도 늘어난다. 예컨대 250 mL 캔이 이 기준에 딱 맞는다면 총카페인 함량은 $250\ \mathrm{mL}\times 0.15\ \mathrm{mg/mL}=37.5\ \mathrm{mg}$이 된다.

② 대상 — 액체식품. 커피, 다류, 탄산음료, 혼합음료 등 마시는 형태의 식품이 대상이다. 정제·캡슐처럼 고형인 제품은 이 규정의 대상이 아니다.

③ 주표시면 표시 — “고카페인 함유”. 뒷면 영양성분란이 아니라 소비자가 집어 드는 순간 보이는 주표시면에, “총카페인 함량 ○○○ mg”과 나란히 적어야 한다는 점이 핵심이다. 여기에 “어린이, 임산부, 카페인 민감자는 섭취에 주의해 주시기 바랍니다.” 같은 주의문구를 덧붙인다.

참고로 고카페인 함유 식품은 「어린이 식생활안전관리 특별법」에 따라 어린이를 대상으로 한 방송광고가 제한되는 등, 표시 외의 규제도 함께 받는다.

(1) 「식품 등의 부당한 표시 또는 광고의 내용 기준」 — 그 식품에는 애초에 보존료를 쓸 수 없는데도 ‘무첨가’를 내세우면, 같은 유형의 다른 제품에는 보존료가 들어 있는 것처럼 소비자를 오인시키는 기만적 표시가 되기 때문이다.

(2) 같은 고시 — ‘MSG’는 「식품첨가물의 기준 및 규격」에 정해진 명칭이 아닐뿐더러, ‘무첨가’를 내세워 자사 제품이 더 안전하거나 우수한 것처럼 오인시키는 기만적 표시가 되기 때문이다.

[해설]

두 사례 모두 근거는 「식품 등의 부당한 표시 또는 광고의 내용 기준」의 ‘소비자를 기만하는 표시 또는 광고’ 조항이다. 무엇이 사실이냐가 아니라, 그 표시가 소비자에게 어떤 인상을 남기느냐가 판단 기준이라는 점이 핵심이다.

(1) ‘보존료 무첨가’

「식품첨가물의 기준 및 규격」은 보존료마다 쓸 수 있는 식품유형을 못 박아 두고 있다. 면류·김치류·두부는 애초에 보존료를 쓸 수 없는 대상이다. 즉 모든 제품이 다 무첨가인데 자기 제품만 그렇다는 듯 강조하면, 소비자는 진열대의 다른 제품에는 보존료가 들었다고 잘못 읽게 된다. 사실을 적었더라도 오인을 부르면 기만적 표시가 된다.

(2) 라면의 ‘MSG 무첨가’

두 겹의 문제가 있다. 첫째, ‘MSG’는 관용어일 뿐 식품첨가물의 공식 명칭이 아니다. 「식품첨가물의 기준 및 규격」에 오른 이름은 L-글루탐산나트륨이며, 규격에 없는 이름을 표시에 쓰는 것은 그 자체로 부적절하다. 둘째, L-글루탐산나트륨은 허용된 첨가물인데도 마치 안 쓴 쪽이 더 안전하다는 인상을 주어, 넣은 제품을 열등하거나 위험한 것처럼 보이게 한다. 실제로는 MSG를 빼더라도 5′-이노신산이나트륨 같은 다른 정미 성분을 넣는 경우가 대부분이라 ‘무첨가’가 곧 무조미를 뜻하지도 않는다.

정리하면 두 표시 모두 사실 여부와 무관하게, 다른 제품과 견주어 자사 제품이 우수·안전하다는 오인을 일으킨다는 점에서 금지된다.

① 질병 발생 위험 감소 기능

② 생리활성기능 1등급

③ 생리활성기능 2등급

④ 생리활성기능 3등급

[해설]

기능성 원료를 인정할 때에는 제출된 과학적 근거의 수준에 따라 인정 범위를 달리하고, 그 수준을 표시 문구의 어조로 드러내도록 하고 있다. 근거가 탄탄할수록 단정적인 문장을, 근거가 얕을수록 조심스러운 문장을 쓴다. 근거는 「건강기능식품 기능성 원료 및 기준·규격 인정에 관한 규정」의 기능성 인정 내용 별표다.

① 질병 발생 위험 감소 기능 — 특정 질병의 발생 위험을 낮춘다는 것이 확립된 과학적 근거로 뒷받침되는 최상위 등급이다. 칼슘·비타민 D와 골다공증 발생 위험 감소, 자일리톨과 충치 발생 위험 감소가 여기에 든다.

② 생리활성기능 1등급 — 질병까지는 아니어도 인체의 기능 개선 효과가 ‘도움을 줌’이라고 단정할 만큼 근거가 충분한 경우다.

③ 생리활성기능 2등급 — 근거가 어느 정도 있으나 단정하기에는 모자라 ‘도움을 줄 수 있음’으로 완화해 표시한다.

④ 생리활성기능 3등급 — 가능성은 보이지만 인체적용시험 자료가 부족한 단계로, 그 한계를 ‘관련 인체적용시험이 미흡함’이라고 문구에 함께 밝히도록 했다.

다만 이 4단계 체계는 지금은 쓰이지 않는다. 2016년 12월 개정(2017년 6월 시행)으로 생리활성기능의 1~3등급 구분이 폐지되어, 현재는 ‘질병 발생 위험 감소 기능’과 등급을 나누지 않은 ‘생리활성기능’ 둘로만 나뉘고 생리활성기능의 표시 문구는 ‘○○에 도움을 줄 수 있음’으로 통일됐다. 이 문제는 개정 전 체계를 묻는 기출이므로, 옛 등급 이름과 함께 현행 기준이 달라졌다는 사실을 같이 기억해 두어야 한다.

장점 — 발효 과정을 거치지 않아 짧은 시간에 대량으로 생산할 수 있다.

단점 — 발효간장에 비해 맛과 향 등 풍미가 떨어진다.

[해설]

「식품의 기준 및 규격」(식품공전)은 산분해간장을 단백질을 함유한 원료를 산으로 가수분해한 뒤 그 여액을 가공한 것으로 정의한다. 보통 기름을 짜고 남은 탈지대두에 염산을 넣어 단백질을 아미노산까지 끊고, 알칼리로 중화한 뒤 여과·조미한다.

① 장점 — 짧은 시간, 많은 양

발효간장은 누룩곰팡이와 내염성 효모·젖산균이 몇 달에서 몇 해에 걸쳐 단백질을 분해하지만, 산분해는 며칠이면 끝난다. 공정이 짧고 발효조가 필요 없으니 생산 회전이 빠르고 단가도 낮다. 아미노산 회수율이 높아 같은 원료로 더 많은 간장을 얻는 것도 이점이다.

② 단점 — 풍미가 얇다

발효간장의 향은 발효 중에 생기는 알코올류·에스터류·유기산 같은 수백 가지 미량 성분이 어우러진 결과다. 산분해간장에는 이 과정이 없어 아미노산의 감칠맛만 남고 향이 단순하다. 그래서 실제 제품은 산분해간장에 발효간장(양조간장)을 섞은 혼합간장으로 만드는 경우가 많다.

덧붙여, 산분해 과정에서는 탈지대두에 남아 있던 지방의 글리세롤이 염산과 반응해 3-MCPD(3-모노클로로프로판-1,2-다이올)라는 비의도적 생성물이 만들어질 수 있다. 이 때문에 제조 공정에서 알칼리 처리 등으로 함량을 낮추도록 관리하며, 안전성 논란도 산분해간장의 약점으로 함께 지적된다.

① 질소($\mathrm{N_2}$) — 포장 안의 산소를 밀어내어 산화·산패와 변색을 막는다.

② 이산화탄소($\mathrm{CO_2}$) — 세균·곰팡이의 증식을 억눌러 부패를 늦춘다.

[해설]

가스치환포장(MAP, Modified Atmosphere Packaging)은 포장 안의 공기를 빼고 식품에 맞게 조성한 기체를 채워 넣은 뒤 밀봉하는 방법이다. 실제로 쓰이는 기체는 다음 세 가지가 전부이며, 식품의 종류에 따라 이들을 섞는 비율을 달리한다.

① 질소($\mathrm{N_2}$) — 화학적으로 거의 반응하지 않는 불활성 기체다. 산소가 있던 자리를 대신 채워 유지의 산화·산패와 갈변·퇴색을 막고, 물에 잘 녹지 않아 포장이 쭈그러들지 않게 부피를 버텨 주는 충전재 구실도 한다.

② 이산화탄소($\mathrm{CO_2}$) — 그 자체로 정균 작용이 있어 호기성 세균과 곰팡이의 증식을 늦춘다. 과일·채소에서는 호흡을 억제해 숙성과 노화를 늦추는 효과도 있다. 다만 물에 잘 녹아 탄산을 만들므로 비율이 지나치면 포장이 주저앉거나 신맛·이취가 생긴다.

③ 산소($\mathrm{O_2}$) — 보통은 빼는 대상이지만, 신선육에서는 오히려 일부러 넣는다. 미오글로빈을 옥시미오글로빈으로 바꿔 소비자가 선호하는 선홍색을 유지시키고, 동시에 Clostridium 같은 편성 혐기성균의 증식을 막기 때문이다.

이 문제처럼 2가지만 요구할 때에는 어느 식품에나 두루 쓰이는 질소와 이산화탄소를 적는 것이 무난하다. 참고로 일부 교재는 두 가지를 물어 놓고 정답에 세 가지를 늘어놓아 발문과 어긋나 있다.

끝으로 헷갈리기 쉬운 점 하나. 가스치환포장은 포장 단위의 기체 조성을 한 번 맞춰 두고 그대로 밀봉하는 기법이고, CA저장(Controlled Atmosphere)은 저장고 단위로 온도·습도와 기체 조성을 계속 감시하며 조절하는 기법이다. 둘은 원리가 비슷할 뿐 같은 기술이 아니므로 답안에서 섞어 쓰면 안 된다.

(1) 고정상에 대한 친화력이 커서 칼럼을 느리게 통과한다(머무름시간이 길어 늦게 용리된다).

(2) 고정상에 대한 친화력이 작아 이동상을 따라 칼럼을 빠르게 통과한다(머무름시간이 짧아 일찍 용리된다).

[해설]

분배계수는 시료 성분이 고정상과 이동상에 나뉘어 존재할 때 두 상의 농도비다.

$K = \dfrac{C_s}{C_m}$ ($C_s$ : 고정상에 분배된 성분의 농도, $C_m$ : 이동상에 분배된 성분의 농도)

① $K$가 큰 성분($C_s \gt C_m$) — 성분 대부분이 고정상 쪽에 붙들려 있다. 칼럼 충전제와의 상호작용(소수성 결합·수소결합·극성 인력 등)이 강하다는 뜻이므로 이동상에 실려 나아가는 시간이 줄어 칼럼을 늦게 빠져나오고 머무름시간($t_R$)이 길어진다. 크로마토그램에서는 뒤쪽 피크로 나타난다.

② $K$가 작은 성분($C_s \lt C_m$) — 성분이 주로 이동상에 머물러 흐름을 그대로 따라간다. 고정상에 붙들리는 일이 적어 칼럼을 빨리 통과하고 머무름시간이 짧아 앞쪽 피크로 나온다.

크로마토그래피의 분리는 결국 이 $K$ 차이에서 나온다. 성분마다 $K$가 다르면 칼럼 통과 속도가 달라져 서로 다른 시간에 검출기에 도달하고, $K$가 비슷하면 겹쳐 나와 분리되지 않는다. 그래서 이동상 조성이나 고정상 극성을 바꿔 목표 성분들의 $K$ 차이를 벌리는 것이 분리조건 최적화의 핵심이다.

한 가지 짚어 둘 것이 있다. HPLC(고성능 액체 크로마토그래피)의 이동상은 물·아세토나이트릴·메탄올 같은 액체 용매다. 일부 교재가 이동상을 '운반기체'로 적어 두었으나 운반기체(carrier gas)는 질소·헬륨을 쓰는 기체 크로마토그래피(GC)의 이동상이다. 분배계수의 정의는 두 기법에 똑같이 적용되지만 이동상이 무엇인지는 구분해야 한다.