2023년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

2023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차
    12023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    먼셀(Munsell) 색채계는 색을 세 가지 속성으로 나누어 나타낸다. 아래 각 설명이 가리키는 속성의 이름을 쓰시오.

    ( ① ) 빨강·노랑·초록·파랑·보라의 기본 5색에 그 사이의 중간색 5색을 더해 모두 10가지로 구분한다.

    ( ② ) 흰색에서 검은색에 이르는 밝기를 10단계 눈금으로 구분한다.

    ( ③ ) 색의 순도를 뜻하며, 밝기가 같은 무채색과 견주었을 때 탁한지 선명한지를 나타낸다.

    해설

    ① 색상(Hue)

    ② 명도(Value)

    ③ 채도(Chroma)


    [해설]

    먼셀 색채계는 색을 색상(H)·명도(V)·채도(C) 세 속성으로 분해하여 H V/C\mathrm{H\ V/C} 형식으로 적는다(예: 5R 4/14).

    색상(Hue)은 빨강(R)·노랑(Y)·초록(G)·파랑(B)·보라(P)의 주요 5색과 그 사이의 중간색 5색(YR·GY·BG·PB·RP)을 합한 10색을 기본으로 하며, 이를 둥글게 배열한 것이 색상환이다.

    명도(Value)는 밝기의 정도로, 이상적인 검정을 0, 이상적인 흰색을 10으로 두고 눈금을 매긴 무채색 축이다. 눈금이 10개이므로 흰색과 검은색 사이를 10단계로 표현한다는 설명이 여기에 해당한다.

    채도(Chroma)는 색의 순수한 정도다. 명도가 같은 무채색(회색)을 0으로 두고 순색에 가까워질수록 값이 커지므로, 같은 밝기의 회색과 비교해 탁하다·선명하다를 말하는 설명이 채도다.

    식품의 관능검사에서 색을 주관적 표현 대신 수치로 기술할 때 쓰이는 표색계다.

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    22023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    오렌지주스를 시간당 1,000 kg씩 공급하면서 고형분 농도를 7.08 %에서 58 %까지 끌어올리는 증발농축을 하였다. 날아간 수분을 W, 얻어진 농축액을 C로 놓고 다음 표를 완성하시오.

    전체 물질수지식( ① )
    성분 물질수지식( ② )
    수분 증발량 W( ③ ) kg/h
    농축액의 양 C( ④ ) kg/h
    해설

    W+C=1,000W + C = 1{,}000

    0.0708×1,000=0.58×C0.0708 \times 1{,}000 = 0.58 \times C

    ③ W = 877.93 kg/h

    ④ C = 122.07 kg/h


    [해설]

    증발농축의 물질수지는 들어간 것 = 나온 것이라는 원칙을 전체 질량과 특정 성분에 각각 한 번씩 적용하는 것이 전부다.

    전체 물질수지 — 공급된 주스는 증발한 수증기와 농축액으로만 나뉜다.

    F=W+C    W+C=1,000 kg/hF = W + C \;\Rightarrow\; W + C = 1{,}000\ \mathrm{kg/h}

    성분 물질수지 — 고형분은 증발하지 않으므로 공급액의 고형분과 농축액의 고형분이 같다.

    0.0708×1,000=0.58×C0.0708 \times 1{,}000 = 0.58 \times C

    성분수지에서 C를 먼저 구한다.

    C=0.0708×1,0000.58=70.80.58=122.0689122.07 kg/hC = \dfrac{0.0708 \times 1{,}000}{0.58} = \dfrac{70.8}{0.58} = 122.0689\cdots \approx \mathbf{122.07}\ \mathrm{kg/h}

    이를 전체 물질수지에 넣으면

    W=1,000122.07=877.93 kg/hW = 1{,}000 - 122.07 = \mathbf{877.93}\ \mathrm{kg/h}

    전체 물질수지에 C=1,000WC = 1{,}000 - W를 대입해 0.0708×1,000=0.58×(1,000W)0.0708 \times 1{,}000 = 0.58 \times (1{,}000 - W)로 W부터 구해도 결과는 같다. 다만 그 식은 전체 물질수지가 아니라 성분수지에 전체수지를 대입한 식이므로, 표의 「전체 물질수지식」 칸에는 W+C=1,000W + C = 1{,}000을 적어야 한다.

    공급량이 1,000 kg/h인 유량 조건이므로 W와 C도 모두 kg/h로 단위를 통일해 답한다.

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    32023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    대장균군 정성시험 가운데 유당배지법은 세 단계로 이루어진다. 각 단계의 시험 이름과 그 단계에서 쓰는 배지를 아래 표의 빈칸에 쓰시오.

    구분시험배지
    1단계( ① )( ④ )
    2단계( ② )( ⑤ ), ( ⑥ )
    3단계( ③ )( ⑦ )
    해설

    ① 추정시험   ④ 유당배지

    ② 확정시험   ⑤ BGLB 배지   ⑥ Endo 한천배지 또는 EMB 한천배지

    ③ 완전시험   ⑦ 보통한천배지 또는 Tryptic Soy 한천배지


    [해설]

    유당배지법은 「식품의 기준 및 규격」(식품공전)의 대장균군 정성시험법으로, 추정 → 확정 → 완전의 세 단계를 거치며 단계마다 의심 균을 좁혀 간다.

    1단계 추정시험 — 유당배지: 시험용액을 유당배지가 든 발효관에 접종해 35 ~ 37 ℃에서 배양하고, 가스가 발생하면 추정시험 양성으로 본다. 유당을 분해해 가스를 내는 성질을 이용한 1차 선별이다.

    2단계 확정시험 — BGLB 배지, Endo 한천배지 또는 EMB 한천배지: 추정시험 양성 배양액을 BGLB 배지에 옮겨 가스 발생을 다시 확인하고, 그 배양액을 Endo 또는 EMB 한천배지에 획선 도말해 전형적인 집락(EMB에서 금속광택을 띠는 흑녹색 집락 등)이 생기는지 본다. BGLB의 담즙산염과 브릴리언트그린이 잡균을 억제한다.

    3단계 완전시험 — 보통한천배지 또는 Tryptic Soy 한천배지: 확정시험에서 얻은 전형 집락을 다시 유당배지에 접종해 가스 발생을 확인하고, 동시에 보통한천배지(또는 Tryptic Soy 한천배지)에 배양한 균으로 그람염색을 실시한다. 그람음성 무포자 간균이면서 유당을 분해해 가스를 내면 대장균군으로 확정한다.

    대장균(E. coli) 정성시험의 한도시험법과 헷갈리기 쉽다. 그쪽은 추정시험에 EC 배지, 확정시험에 EMB 한천배지, 완전시험에 보통한천배지(또는 Tryptic Soy 한천배지)를 쓴다. 1단계 배지가 유당배지인지 EC 배지인지로 구분하면 된다.

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    42023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    제분에 앞서 원맥 300 kg을 물에 불려 조질하려고 한다. 원맥의 처음 수분함량이 15.5 %일 때, 이를 19.5 %로 높이려면 물을 몇 kg 넣어야 하는지 구하시오. (답은 소수점 둘째 자리에서 반올림한다.)

    해설

    14.9 kg


    [해설]

    물을 더해도 고형분(건물)의 양은 변하지 않는다. 이 사실 하나로 식이 세워진다. 넣을 물의 양을 xx라 하면, 가수 전 고형분과 가수 후 고형분이 같으므로

    300×(10.155)=(300+x)×(10.195)300 \times (1 - 0.155) = (300 + x) \times (1 - 0.195)

    253.5=0.805×(300+x)253.5 = 0.805 \times (300 + x)

    300+x=253.50.805=314.9068300 + x = \dfrac{253.5}{0.805} = 314.9068\cdots

    x=314.9068300=14.906814.9 kgx = 314.9068 - 300 = 14.9068 \approx \mathbf{14.9}\ \mathrm{kg}

    다음과 같이 한 줄로 정리해도 같다.

    x=300×(0.1950.155)10.195=120.805=14.9 kgx = \dfrac{300 \times (0.195 - 0.155)}{1 - 0.195} = \dfrac{12}{0.805} = 14.9\ \mathrm{kg}

    수분함량을 기준으로 300×(0.1950.155)=12 kg300 \times (0.195 - 0.155) = 12\ \mathrm{kg}만 넣으면 된다고 계산하기 쉬우나, 물을 넣으면 전체 질량도 함께 늘어나 분모가 커지므로 그보다 더 넣어야 한다. 고형분 기준으로 식을 세우는 이유가 여기에 있다.

    제분에서 밀을 물에 불려 껍질과 배유를 분리하기 쉽게 만드는 조질(tempering) 공정의 가수량 계산에 그대로 쓰인다.

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    52023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    뉴턴 유체를 대상으로, 전단속도가 달라질 때 점도가 어떻게 변하는지 설명하시오.

    해설

    전단속도의 크기가 달라져도 점도는 변하지 않고 일정하다.


    [해설]

    뉴턴 유체는 뉴턴의 점성법칙을 따르는 유체로, 전단응력 τ\tau가 전단속도 γ˙\dot{\gamma}에 정비례한다.

    τ=μγ˙\tau = \mu \dot{\gamma}

    여기서 비례상수 μ\mu점도다. 전단응력을 전단속도로 나눈 값이 점도이므로

    μ=τγ˙\mu = \dfrac{\tau}{\dot{\gamma}}

    전단속도를 세로축, 전단응력을 가로축으로 그린 유동곡선이 원점을 지나는 직선이 되고, 그 기울기인 점도는 전단속도를 아무리 바꾸어도 일정한 값을 유지한다. 즉 온도와 압력이 같다면 점도는 그 유체의 고유한 물성값이다.

    물, 묽은 설탕 용액, 식용유, 우유, 맑은 과즙, 알코올 용액 등이 뉴턴 유체에 해당한다.

    이와 달리 비뉴턴 유체는 전단속도에 따라 겉보기 점도가 달라진다. 저어 줄수록 묽어지는 의가소성 유체(케첩·마요네즈·과일 퓌레), 오히려 되직해지는 팽창성 유체(고농도 전분 현탁액), 일정한 항복응력을 넘겨야 흐르기 시작하는 빙햄 소성 유체(토마토 페이스트 등)가 있다.

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    62023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    건강기능식품이 나타내는 기능은 크게 영양성분 기능과 생리활성 기능으로 나뉜다. 이 중 영양성분 기능을 맡는 영양소 항목 5가지를 쓰시오. (단, 베타카로틴처럼 개별 물질의 이름이 아니라 항목의 이름으로 답할 것)

    해설

    ① 비타민   ② 무기질   ③ 식이섬유   ④ 단백질   ⑤ 필수지방산


    [해설]

    「건강기능식품의 기준 및 규격」(건강기능식품공전)은 건강기능식품의 원료를 영양성분기능성 원료로 나눈다. 이 가운데 영양성분으로 인정되는 항목이 비타민, 무기질, 식이섬유, 단백질, 필수지방산이다.

    이들은 결핍을 막고 정상적인 생리 기능을 유지하는 영양성분 기능을 하며, 홍삼·프로바이오틱스처럼 특정 생리 기능을 겨냥한 생리활성 기능과 구분된다.

    문제에서 물질명이 아닌 항목명을 요구한 이유는, 베타카로틴·비타민 C는 모두 「비타민」이라는 한 항목에 묶이고 칼슘·철·아연은 「무기질」로 묶이기 때문이다. 개별 물질명을 다섯 개 나열하면 항목이 겹쳐 오답이 된다.

    건강기능식품은 어디까지나 식품이므로 질병의 직접적인 치료·예방을 표방할 수 없다는 점도 함께 기억한다.

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    72023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    영양성분 표시에서 콜레스테롤 함량은 밀리그램(mg)으로 나타내며, 실측한 값을 그대로 적거나 그와 가장 가까운 5 mg 눈금으로 끊어 적는다. 다만 함량이 아주 적을 때에는 아래와 같이 갈음할 수 있다. 빈칸에 들어갈 표시 내용을 쓰시오.

    · 5 mg 미만인 경우 → 「( ① )」

    · 2 mg 미만인 경우 → 「( ② )」

    해설

    ① 5 mg 미만

    ② 0


    [해설]

    「식품등의 표시기준」의 영양성분 표시 세부기준은 성분마다 표시 단위와 끝수 처리(반올림) 방법을 따로 정해 두고 있다. 콜레스테롤은 mg 단위로, 실측값을 그대로 적거나 가장 가까운 5 mg 단위로 끊어 적는다.

    다만 값이 아주 작으면 5 mg 단위로 끊는 것이 의미가 없으므로 두 단계의 예외를 둔다.

    · 5 mg 미만이면 숫자 대신 「5 mg 미만」으로 적을 수 있다.

    · 2 mg 미만이면 「0」으로 적을 수 있다.

    두 경계가 모두 「미만」이라는 점이 중요하다. 일부 교재의 발문에 아래 단계가 「2 mg 이하」로 실려 있으나, 같은 지면의 해설이 인용한 기준 원문은 「2 mg 미만」이며 앞 문장의 「5 mg 미만」과도 대구를 이룬다. 경계값을 묻는 문항에서는 이하·미만을 정확히 구분해야 한다.

    같은 방식의 끝수 처리로 나트륨은 5 mg 이하일 때 「0」, 트랜스지방은 0.5 g 미만일 때 「0.5 g 미만」·0.2 g 미만일 때 「0」으로 표시할 수 있도록 정하고 있다.

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    82023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    단백질 합성에 관여하는 세 가지 RNA에 대한 설명이다. 각 설명에 해당하는 RNA의 이름을 쓰시오.

    ( ① ) DNA로부터 유전정보를 옮겨 받아 아미노산 배열의 순서를 지정한다.

    ( ② ) 20가지 아미노산을 리보솜이 있는 곳까지 운반한다.

    ( ③ ) 리보솜을 이루면서 그 자리에서 단백질이 합성되도록 한다.

    해설

    ① mRNA(전령 RNA)

    ② tRNA(운반 RNA)

    ③ rRNA(리보솜 RNA)


    [해설]

    단백질은 전사(DNA → mRNA) → 번역(mRNA → 단백질)의 두 단계로 만들어지며, 세 종류의 RNA가 각각 다른 일을 맡는다.

    mRNA(messenger RNA, 전령 RNA)는 핵 안에서 DNA의 두 사슬이 풀릴 때 그 염기서열을 그대로 옮겨 적은(전사) RNA다. 핵을 빠져나와 리보솜에 붙어 어떤 아미노산을 어떤 순서로 이을지를 코돈(codon) 형태로 알려 준다.

    tRNA(transfer RNA, 운반 RNA)는 세포질에 흩어져 있는 아미노산을 붙잡아 리보솜까지 운반한다. 자신의 안티코돈이 mRNA의 코돈과 짝을 이루므로, 코돈이 지정한 아미노산과 그 코돈을 이어 주는 중개자 역할을 한다.

    rRNA(ribosomal RNA, 리보솜 RNA)는 단백질과 결합해 리보솜 자체를 구성하며, 아미노산끼리 펩타이드 결합을 맺는 반응이 일어나는 자리를 제공한다.

    정리하면 mRNA는 설계도, tRNA는 자재 운반, rRNA는 작업장에 해당한다.

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    92023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    LB배지에 대장균(E. coli) 5×1055 \times 10^5개를 접종하여 배양하였다. 300분이 지난 시점에도 균은 여전히 대수기에 있었으며 균수는 35×10635 \times 10^6개였다. 평균 세대시간이 40분일 때 유도기에 걸린 시간을 구하시오.

    (단, 답은 분 단위로 소수점 이하를 버리고 쓰며, log2=0.3010\log 2 = 0.3010, log3.5=0.5441\log 3.5 = 0.5441, log5=0.6990\log 5 = 0.6990으로 계산한다.)

    해설

    54분


    [해설]

    전체 배양시간 300분은 유도기 + 대수기다. 균이 실제로 분열한 것은 대수기뿐이므로, 대수기에 걸린 시간을 구해 300분에서 빼면 유도기가 나온다.

    대수기 동안의 세대수(분열 횟수) nnN=N0×2nN = N_0 \times 2^n에서 구한다. 이때 35×106=3.5×10735 \times 10^6 = 3.5 \times 10^7이므로 주어진 log3.5\log 3.5를 그대로 쓸 수 있다(값을 바꾼 것이 아니라 표기만 고친 것이다).

    n=logNlogN0log2=log(3.5×107)log(5×105)log2n = \dfrac{\log N - \log N_0}{\log 2} = \dfrac{\log(3.5 \times 10^7) - \log(5 \times 10^5)}{\log 2}

    =(0.5441+7)(0.6990+5)0.3010=1.84510.3010=6.1299= \dfrac{(0.5441 + 7) - (0.6990 + 5)}{0.3010} = \dfrac{1.8451}{0.3010} = 6.1299

    세대시간이 40분이므로 대수기에 걸린 시간은

    t=40×6.1299=245.196 mint = 40 \times 6.1299 = 245.196\ \mathrm{min}

    따라서 유도기는

    300245.196=54.80 min54 min300 - 245.196 = 54.80\ \mathrm{min} \rightarrow \mathbf{54}\ \mathrm{min}

    단서에 따라 소수점 이하를 반올림하지 않고 버려서 54분으로 답한다. 55분으로 답하지 않도록 주의한다.

    세대시간 g=tng = \dfrac{t}{n}이라는 관계 하나만 기억하면, 균수 두 개와 세대시간으로 대수기 길이를 역산할 수 있다.

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    102023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    아미노산과 단백질이 들어 있는 식품을 100 ~ 250 ℃로 열분해하면 헤테로사이클릭아민(HCAs)이 만들어지며, 300 ℃ 이상으로 가열하면 생성량이 최대가 된다. 식품의 단백질 함량과 수분 함량 가운데 HCAs 생성량과 비례하는 것과 반비례하는 것을 각각 구분하여 쓰시오.

    (1) 비례 :

    (2) 반비례 :

    해설

    (1) 비례 : 단백질 함량

    (2) 반비례 : 수분 함량


    [해설]

    헤테로사이클릭아민(HCAs)은 육류·어류를 고온에서 조리할 때 아미노산·단백질·크레아틴(크레아티닌)이 마이야르 반응을 거쳐 만들어지는 발암 우려 물질이다.

    단백질 함량 — 비례: 단백질과 그 분해 산물인 아미노산이 곧 HCAs의 전구체이므로, 전구체가 많을수록 생성량이 늘어난다.

    수분 함량 — 반비례: 수분이 증발하는 동안에는 식품 표면 온도가 100 ℃ 부근에서 잘 올라가지 않는다. 수분이 많으면 HCAs가 급격히 생기는 고온 구간에 도달하지 못하고 전구체도 농축되지 않으므로 생성량이 줄어든다. 반대로 표면이 마른 뒤부터 온도가 빠르게 올라가면서 생성량이 늘어난다.

    그래서 삶기·찌기처럼 물이 있는 조리에서는 거의 생기지 않고, 직화구이·팬프라이·튀김처럼 표면이 마르고 온도가 높은 조리에서 많이 생긴다. 조리 전 재료의 물기를 유지하거나 조리 시간을 줄이는 것이 저감 방법이 된다.

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    112023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    HACCP를 적용할 때 중요관리점(CCP)을 가려내기 위해 아래와 같은 결정도(decision tree)를 사용한다. 결정도에서 ① ~ ⑤로 표시한 각 갈래가 CCP에 해당하면 O, 해당하지 않으면 X로 표시하시오.

    질문 1. 확인된 위해요소를 관리할선행요건이 있고 잘 관리되고있는가?질문 2. 해당 공정에 확인된위해요소에 대한 조치방법이있는가?질문 2-1. 이 공정에서 안전성을위한 관리가 필요한가?질문 3. 이 공정에서 위해요소를제어하거나 허용수준까지 낮출 수있는가?질문 4. 위해요소의 오염이허용수준을 넘거나, 허용할 수 없는수준까지 늘어나는가?질문 5. 이후의 공정에서 그위해요소를 제어하거나허용수준까지 낮출 수 있는가?① (    )아니요아니요아니요② (    )단계·공정·제품변경CCP아니요아니요③ (    )④ (    )아니요⑤ (    )

    ① 질문 1 「확인된 위해요소를 관리할 선행요건이 있고 잘 관리되고 있는가?」 → 예 ( )

    ② 질문 2-1 「이 공정에서 안전성을 위한 관리가 필요한가?」 → 아니요 ( )

    ③ 질문 4 「확인된 위해요소의 오염이 허용수준을 넘거나, 허용할 수 없는 수준까지 늘어나는가?」 → 아니요 ( )

    ④ 질문 5 「이후의 공정에서 그 위해요소를 제어하거나 허용수준까지 낮출 수 있는가?」 → 예 ( )

    ⑤ 질문 5 → 아니요 ( )

    해설

    ① X

    ② X

    ③ X

    ④ X

    ⑤ O


    [해설]

    결정도는 「해당 공정을 놓쳤을 때 소비자에게 위해가 그대로 전달되는가」를 묻는 장치다. 다른 수단으로 막을 수 있으면 CCP가 아니고, 그 공정이 마지막 방어선일 때만 CCP가 된다.

    ① 선행요건(위생관리기준·제조시설 관리 등)만으로 이미 관리되고 있다면 별도의 한계기준·모니터링을 둘 필요가 없으므로 CCP가 아니다.

    ② 조치방법이 없는데 그 공정에서 안전성 관리도 필요 없다고 판단되면 관리 대상 자체가 아니므로 CCP가 아니다. (반대로 관리가 필요하다면 공정·제품을 바꾼 뒤 다시 질문 2로 돌아간다.)

    ③ 오염이 허용수준을 넘지 않고 늘어나지도 않는다면 위해가 현실화되지 않으므로 CCP가 아니다.

    ④ 뒤에 오는 공정(가열살균·금속검출 등)에서 제어할 수 있다면 관리 책임은 그 뒤 공정으로 넘어간다. 따라서 지금 보고 있는 공정은 CCP가 아니다.

    ⑤ 이후에 제어할 공정이 없다면 이 공정이 마지막 기회이므로 CCP로 결정한다.

    참고로 질문 3에서 '제어하거나 허용수준까지 낮출 수 있다'가 곧바로 CCP로 이어지는 갈래도 있으나, 이 문항의 빈칸에는 포함되어 있지 않다.

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    122023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    두께 0.03 mm의 HDPE 필름을 온도 40 ± 1 ℃, 상대습도 90 ± 2 %, 풍속 1 m/s로 유지되는 항온항습실에서 투습컵법으로 시험하였다. 투습면적이 28.2 cm2이고 24시간 동안의 투습량이 26.80 mg이었을 때, 이 필름의 투습도(g/m2·24h)를 구하시오.

    해설

    9.50 g/m2·24h


    [해설]

    투습도는 단위 면적당 24시간 동안 통과한 수증기의 질량이다. 값 자체는 나눗셈 한 번이고, 실수는 거의 단위 환산에서 나온다.

    면적 환산: 28.2 cm2×1 m210,000 cm2=0.00282 m228.2\ \mathrm{cm^2} \times \dfrac{1\ \mathrm{m^2}}{10{,}000\ \mathrm{cm^2}} = 0.00282\ \mathrm{m^2}

    질량 환산: 26.80 mg×1 g1,000 mg=0.0268 g26.80\ \mathrm{mg} \times \dfrac{1\ \mathrm{g}}{1{,}000\ \mathrm{mg}} = 0.0268\ \mathrm{g}

    투습도: 0.0268 g0.00282 m2=9.50359.50 g/m224h\dfrac{0.0268\ \mathrm{g}}{0.00282\ \mathrm{m^2}} = 9.5035\cdots \approx \mathbf{9.50}\ \mathrm{g/m^2 \cdot 24h}

    시험시간이 정확히 24시간이므로 시간으로 다시 나누지 않고 그대로 24시간 기준값이 된다.

    필름 두께 0.03 mm, 온도 40 ℃, 습도 90 %, 풍속 1 m/s는 시험을 어떤 조건에서 했는지 밝힌 시험 조건일 뿐 계산에는 쓰이지 않는다. 투습도는 조건이 고정된 상태에서 실제로 측정한 값이므로, 이 숫자들을 식에 넣으려 하면 오히려 헤맨다.

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    132023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    밀가루는 단백질(글루텐) 함량에 따라 강력분·중력분·박력분으로 나뉜다. 각 밀가루의 용도와 반죽 특성, 그리고 이에 해당하는 패리노그래프(Farinograph) 곡선을 보기에서 골라 표의 빈칸에 기호로 쓰시오.

    [보기 - 용도] ① 빵   ② 우동   ③ 쿠키

    [보기 - 특성] ④ 점탄성이 크다.   ⑤ 탄성은 약하지만 끈기가 있다.   ⑥ 입자가 고르고 부드럽다.

    [보기 - 패리노그래프] ⑦, ⑧, ⑨

    5000B.U.05101520시간(min)5000B.U.05101520시간(min)5000B.U.05101520시간(min)
    구분용도특성패리노그래프
    강력분( )( )( )
    중력분( )( )( )
    박력분( )( )( )
    해설

    강력분 : ① / ④ / ⑦

    중력분 : ② / ⑤ / ⑧

    박력분 : ③ / ⑥ / ⑨


    [해설]

    밀가루의 등급은 단백질(글루텐) 함량으로 갈리고, 용도·반죽 특성·패리노그래프 모양이 모두 여기서 따라 나온다.

    구분원료밀단백질 함량용도
    강력분경질밀약 13 % 이상식빵 등 제빵
    중력분중간질밀약 10 ~ 13 %국수·우동·다목적
    박력분연질밀약 10 % 이하쿠키·케이크·튀김옷

    강력분은 글루텐이 많아 반죽이 잘 늘어나면서도 되돌아오는 힘이 강하다. 즉 점탄성이 커서 발효 중 생긴 가스를 붙잡아 두므로 빵에 쓴다.

    중력분탄성은 약하지만 끈기가 있어 잘 끊어지지 않으면서 쫄깃한 면발을 만들 수 있으므로 국수·우동에 알맞다.

    박력분은 연질밀로 만들어 입자가 곱고 부드러우며 글루텐이 적어 반죽이 잘 부풀지 않고 바삭하게 부서지므로 쿠키·케이크에 쓴다.

    패리노그래프는 반죽에 걸리는 저항(BU)을 시간에 따라 기록해 반죽의 힘을 보는 장치다. 500 BU 선에 도달하는 데 걸리는 반죽형성시간과 500 BU 부근을 유지하는 안정도가 클수록 글루텐이 강하다. 따라서 곡선의 폭이 넓고 오래 유지되는 것이 강력분(⑦), 금세 저항이 떨어지는 것이 박력분(⑨), 그 중간이 중력분(⑧)이다.

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    142023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    식품첨가물인 아질산나트륨에 대하여 다음을 쓰시오.

    (1) 용도 :

    (2) 화학식 :

    해설

    (1) 용도 : 발색제, 보존료

    (2) 화학식 : NaNO2\mathrm{NaNO_2}


    [해설]

    아질산나트륨(sodium nitrite, NaNO2\mathrm{NaNO_2})은 「식품첨가물의 기준 및 규격」에서 발색제보존료 두 가지 용도가 인정된 첨가물이다.

    발색제로서는 육류의 미오글로빈과 반응해 니트로소미오글로빈을 만들어 햄·소시지 특유의 선홍색을 안정시킨다. 색소 자체를 넣는 착색료와 달리 식품이 본래 가진 색을 고정·강화한다는 점이 다르다.

    보존료로서는 Clostridium botulinum의 증식과 독소 생성을 억제한다. 식육가공품에 아질산염을 쓰는 가장 중요한 이유가 이 보툴리누스균 억제다.

    다만 제품 표시에서는 대개 「아질산나트륨(발색제)」와 같이 발색제 용도만 적히므로, 보존료 용도를 빠뜨리기 쉽다.

    화학식은 아질산나트륨이 NaNO2\mathrm{NaNO_2}, 질산나트륨이 NaNO3\mathrm{NaNO_3}다. 산소 수가 하나 차이이므로 혼동하지 않도록 한다.

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    152023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    같은 희석배수의 시험용액을 여러 개의 배지에 나누어 접종하여 대장균군 또는 대장균이 있는지를 확인한 뒤, 그 양성·음성 조합으로부터 확률적으로 환산한 이론상 가장 가능성이 높은 균수를 구하는 정량시험법이 있다. 이 시험법의 이름을 쓰시오.

    해설

    최확수법(MPN법, Most Probable Number)


    [해설]

    최확수법(MPN)은 균을 직접 세는 것이 아니라, 여러 개의 발효관에서 나온 양성 관 수의 조합을 최확수표에 대입해 확률적으로 가장 가능성이 큰 균수를 읽어 내는 방법이다. 결과는 검체 100 mL(또는 100 g)당 MPN 값으로 표시한다.

    보통 3단계 희석에서 각 3개(또는 5개)씩 발효관을 두고, 가스 발생이나 발육 여부로 양성·음성을 판정한 뒤 「3-2-1」과 같은 양성 관 수 조합을 최확수표에서 찾는다.

    균수가 적고 고체 배지의 집락 계수가 어려운 시료(음용수, 액상 식품 등)에 적합하며, 표준평판법처럼 집락을 직접 세는 방법과 대비된다.

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    162023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    아래는 동결 방식이 서로 다른 두 식품 조직의 얼음결정 모식도이다. (A)와 (B)가 각각 급속동결과 완만동결 중 어느 것인지 쓰시오.

    세포얼음결정(A)( ) 동결(B)( ) 동결

    (A) ( )동결    (B) ( )동결

    해설

    (A) 완만동결

    (B) 급속동결


    [해설]

    동결 속도를 가르는 것은 최대빙결정생성대(약 -1 ~ -5 ℃)를 얼마나 빨리 통과하는가다. 이 구간에서 대부분의 물이 얼음으로 바뀌기 때문이다.

    완만동결은 이 구간을 천천히(대체로 35분 이상) 지난다. 먼저 생긴 얼음핵에 물이 계속 붙어 자라므로 결정 수가 적고 크기가 크며, 주로 세포 바깥에 생겨 세포를 밀어붙인다. 그 결과 세포막·조직이 손상되어 해동 시 드립이 많고 조직감과 맛이 떨어진다. -18 ℃ 정도의 일반 냉동창고 보관이 여기에 해당한다.

    급속동결은 이 구간을 짧은 시간에 통과한다. 얼음핵이 한꺼번에 많이 생겨 결정이 작고 고르게 세포 안팎에 흩어지므로 조직 손상이 적고 드립이 줄어 원래의 품질에 가깝게 복원된다. -40 ℃ 이하의 급속동결기, 송풍동결·접촉동결·액체질소 동결 등이 쓰인다.

    따라서 결정이 크면 완만동결, 작고 균일하면 급속동결로 판정한다.

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    172023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    어떤 식품에 들어 있는 비타민 C의 파괴가 아래 1차 반응식을 따른다고 한다. 비타민 C의 농도가 처음 농도의 1/4까지 줄어드는 데 240일이 걸렸다면, 이 반응의 속도상수 kk를 구하시오.

    [조건] ln[A]=kt+ln[A]0\ln[A] = -kt + \ln[A]_0  ([A]0[A]_0 : 초기 농도, [A][A] : tt시간 뒤의 농도, tt : 시간)

    해설

    0.006 day-1


    [해설]

    1차 반응이므로 농도의 자연로그가 시간에 대해 직선으로 줄어들고, 그 기울기의 절댓값이 속도상수 kk다.

    주어진 조건은 [A]=14[A]0[A] = \dfrac{1}{4}[A]_0, t=240 dayt = 240\ \mathrm{day}이다. 이를 식에 넣으면

    ln ⁣(14[A]0)=k×240+ln[A]0\ln\!\left(\dfrac{1}{4}[A]_0\right) = -k \times 240 + \ln[A]_0

    ln[A][A]0=ln14=ln4=k×240\ln\dfrac{[A]}{[A]_0} = \ln\dfrac{1}{4} = -\ln 4 = -k \times 240

    k=ln4240=1.3863240=0.0057760.006 day1k = \dfrac{\ln 4}{240} = \dfrac{1.3863}{240} = 0.005776\cdots \approx \mathbf{0.006}\ \mathrm{day^{-1}}

    초기 농도 [A]0[A]_0가 식에서 소거되므로 실제 농도값을 몰라도 남은 비율만 알면 풀린다는 것이 1차 반응의 특징이다. 같은 이유로 반감기도 농도와 무관하게 t1/2=ln2k=0.6930.005776120 dayt_{1/2} = \dfrac{\ln 2}{k} = \dfrac{0.693}{0.005776} \approx 120\ \mathrm{day}로 일정하며, 1/4이 되는 시간(240일)이 반감기의 정확히 두 배인 것과 맞아떨어진다.

    단위는 시간의 역수이므로 day1\mathrm{day^{-1}}(1/day)로 붙여야 한다.

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    182023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    식품용 기구·용기·포장에 쓰이는 합성수지 중에는 가열하거나 산과 닿을 때 폼알데하이드(포르말린)가 녹아 나오는 것이 있다. 이에 해당하는 열경화성 수지 3가지의 이름을 쓰시오.

    해설

    페놀수지, 요소수지, 멜라민수지


    [해설]

    포르말린은 폼알데하이드를 35 ~ 40 % 정도로 녹인 수용액을 말한다. 페놀수지·요소수지·멜라민수지는 모두 폼알데하이드를 원료로 축합중합해 만든 열경화성 수지이므로, 미반응 폼알데하이드나 가열·산 조건에서 분해된 폼알데하이드가 식품으로 옮아갈 수 있다.

    · 페놀수지 : 페놀 + 폼알데하이드

    · 요소수지 : 요소 + 폼알데하이드

    · 멜라민수지 : 멜라민 + 폼알데하이드

    그래서 「기구 및 용기·포장의 기준 및 규격」은 이들 알데히드계 합성수지제에 폼알데하이드 용출규격 4 mg/L 이하를 두고 있다. 특히 멜라민 식기는 뜨거운 음식이나 산성 식품에 오래 두면 용출량이 늘어나므로 전자레인지 사용을 피한다.

    한편 폴리아세탈(POM)도 폼알데하이드가 용출될 수 있어 같은 용출규격이 설정되어 있으나, 폴리아세탈은 열가소성 수지다. 일부 교재가 이 문항의 답에 폴리아세탈을 함께 적어 두었으나 '열경화성'을 물은 이 문항의 답으로는 맞지 않으므로 주의한다.

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    192023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    식품 중 잔류물질의 안전성 평가에 쓰이는 다음 두 용어의 뜻을 각각 쓰시오.

    (1) ADI :

    (2) TMDI :

    해설

    (1) ADI(Acceptable Daily Intake, 1일 섭취허용량) — 사람이 평생 매일 섭취하여도 유해한 영향이 나타나지 않는 1일 최대 섭취허용량(체중 1 kg당 mg)

    (2) TMDI(Theoretical Maximum Daily Intake, 이론적 최대 1일 섭취량) — 각 식품의 잔류허용기준(또는 최대사용량)에 그 식품의 1일 섭취량을 곱하여 모두 합한 이론상 최대 섭취량


    [해설]

    ADI는 식품첨가물·잔류농약·동물용의약품처럼 의도적으로 사용하는 물질에 대해 정하는 안전기준이다. 동물실험에서 아무런 유해영향이 관찰되지 않는 양(NOAEL)에 안전계수(보통 100)를 나누어 구하며, 평생 매일 먹어도 괜찮은 양이라는 점이 핵심이다. 단위는 mg/kg 체중/일이다.

    TMDI는 실제 섭취량이 아니라 가장 나쁜 경우를 가정한 이론값이다. 모든 식품에 잔류허용기준만큼 최대로 잔류하고 그 식품을 평균 섭취량만큼 매일 먹는다고 보고, 식품별로 (기준값 × 섭취량)을 구해 전부 더한다.

    두 값은 기준 설정의 안전 여부를 판정하는 짝으로 쓰인다. 즉 잔류허용기준을 정할 때 TMDIADI\mathrm{TMDI} \le \mathrm{ADI}여야 하며, 실무에서는 식품 이외에 환경(약 10 %)과 음용수(약 10 %)를 통한 비의도적 노출을 감안해 TMDI0.8×ADI\mathrm{TMDI} \le 0.8 \times \mathrm{ADI}가 되도록 관리한다. TMDI가 ADI를 넘으면 잔류허용기준을 더 낮춰야 한다.

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    202023년-식품안전기사실기(필답형)-3회차

    23-3

    다음은 「식품의 기준 및 규격」(식품공전)의 세균발육시험 중 가온보존시험에 관한 내용이다. 빈칸에 들어갈 말을 양성 또는 음성 중에서 골라 쓰시오.

    세균발육시험은 통·병조림식품, 레토르트식품과 같은 장기보존식품에서 세균이 자라는지를 확인하는 시험이다. 가온보존시험에서는 개봉하지 않은 용기·포장 그대로의 시료 5개를 35 ~ 37 ℃ 배양기에 10일간 둔 뒤 상온에서 하루 더 방치하고 관찰한다. 이때 용기·포장이 부풀거나 새는 것은 세균발육 ( ① )으로 판정하며, ( ② )으로 판정된 것에 대해서는 이어서 세균시험을 실시한다.

    해설

    ① 양성

    ② 음성


    [해설]

    가온보존시험은 미생물이 자라기 좋은 온도에 일부러 두어 불량품을 드러나게 하는 시험이다. 남아 있던 세균이 증식하면 가스를 만들어 내므로 캔이나 파우치가 팽창하거나 새게 된다. 겉으로 이런 변화가 보이면 그것만으로 세균이 자랐다는 증거이므로 세균발육 양성으로 판정하고, 더 이상의 시험 없이 부적합으로 처리한다.

    반대로 겉모양에 변화가 없는 것은 가온보존시험 음성이다. 그러나 가스를 만들지 않는 세균이 들어 있을 수 있으므로 여기서 끝내지 않고, 음성인 검체에 대해서만 이어서 세균시험을 한다. 즉 겉으로 걸러 내고 남은 것을 배지로 다시 확인하는 2단 구조다.

    이어지는 세균시험에서는 검체 5관의 개봉부를 70 % 알코올 솜으로 닦고 개봉해 검체 25 g을 희석액 225 mL에 넣어 균질화한 뒤, 그 액 1 mL를 희석액 9 mL에 섞은 것을 시험용액으로 한다. 이 시험용액 1 mL씩을 티오글리콜산염 배지 5개에 접종해 35 ~ 37 ℃에서 48 ± 3시간 배양하고, 5관 중 하나라도 균이 자라면 세균발육 양성으로 한다. 시험용액을 넣지 않은 희석액 1 mL는 대조시험액으로 두어 조작이 무균적으로 이루어졌는지 확인한다.

    빈칸의 논리는 「겉이 변했으면 양성(끝), 변하지 않았으면 음성(다음 단계)」로 기억하면 헷갈리지 않는다.

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