2023년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

2023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차
    12023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    소비기한에 관한 다음 두 서술의 옳고 그름을 각각 O, X로 판정하시오.

    (1) 품질안전한계기간을 100으로 볼 때 소비기한은 그 50 % 지점에서, 유통기한은 80~90 % 지점에서 정한다. ( )

    (2) 유통 현장에서는 여러 변수 탓에 품질안전한계기간을 그대로 지키기 어렵다. 따라서 제품 특성과 유통 실태를 가장 잘 아는 영업자가 안전관리 기준과 수용도를 따져 1 이상의 안전계수를 곱해 소비기한을 정해야 한다. ( )

    해설

    (1) X

    (2) X


    [해설]

    (1) X — 두 기한의 비율이 서로 뒤바뀌었다. 품질안전한계기간을 100으로 볼 때 유통기한은 60~70 % 지점, 소비기한은 80~90 % 지점으로 설정하는 것이 원칙이다. 소비기한은 보관방법을 지켰을 때 먹어도 안전에 이상이 없는 기한이고 유통기한은 판매가 허용되는 기한이므로, 소비기한이 유통기한보다 뒤에 온다. 품질안전한계기간이 100일이라면 유통기한은 약 65일, 소비기한은 약 85일이 된다.

    (2) X안전계수는 1보다 작은 값이다. 품질안전한계기간에 1 미만의 계수를 곱해 기한을 줄여 잡는 것이 안전계수의 취지인데, 1 이상을 곱하면 실험으로 확인된 한계보다 기한이 길어져 안전 확보라는 목적과 정반대가 된다. 영업자가 제품 특성과 유통 실태를 고려해 안전계수를 정한다는 부분은 옳지만, "1 이상"이라는 대목 때문에 틀린 서술이 된다.

    참고로 2023년부터 유통기한 표시가 소비기한 표시로 바뀌었으므로, 두 기한의 정의와 설정 비율을 구분해 두어야 한다.

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    22023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    기체크로마토그래피(GC)에서 쓰는 운반기체(carrier gas)에 대하여 다음을 쓰시오.

    ○ 역할 :

    ○ 기체 이름 1가지 :

    해설

    ○ 역할 : 주입구에서 기화된 시료를 칼럼을 지나 검출기까지 실어 나른다.

    ○ 기체 : 질소


    [해설]

    GC에서 운반기체는 이동상이다. 주입구에서 가열·기화된 시료를 받아 칼럼으로 밀어 넣고, 칼럼을 통과시킨 뒤 검출기까지 옮기는 것이 그 역할이다. 시료 성분은 이동상과 고정상 사이의 분배·흡착 차이 때문에 칼럼을 지나는 속도가 달라지고, 그 차이가 곧 분리와 머무름시간의 차이로 나타난다.

    따라서 운반기체는 시료·고정상과 반응하지 않는 불활성 기체여야 하고, 순도가 높아야 하며(수분·산소는 고정상을 손상시킨다), 사용하는 검출기와 궁합이 맞아야 한다.

    실제로 쓰이는 기체는 질소, 헬륨, 수소, 아르곤 등이다. 헬륨은 분리 효율과 안전성이 좋아 널리 쓰이고, 수소는 분석시간을 줄여 주지만 폭발 위험을 관리해야 하며, 질소는 값이 싸지만 최적 유속 범위가 좁다.

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    32023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    염산 용액의 비중이 1.11이고 농도가 22 %일 때, 이 용액의 노르말 농도(N)를 구하시오. (단, HCl의 분자량은 36.46으로 하고, 답은 소수점 둘째 자리에서 반올림하여 첫째 자리까지 나타낸다.)

    해설

    6.7 N


    [해설]

    용액 1 L를 기준으로 잡고 순서대로 환산한다.

    ① 용액 1 L의 질량 — 비중이 1.11이므로

    1000 mL×1.11 g/mL=1110 g1000\ \mathrm{mL} \times 1.11\ \mathrm{g/mL} = 1110\ \mathrm{g}

    ② 그중 순수한 염산의 질량 — 농도가 22 %(w/w)이므로

    1110 g×0.22=244.2 g1110\ \mathrm{g} \times 0.22 = 244.2\ \mathrm{g}

    ③ 몰농도 — 분자량 36.46으로 나눈다.

    244.2 g36.46 g/mol=6.6978 mol/L\dfrac{244.2\ \mathrm{g}}{36.46\ \mathrm{g/mol}} = 6.6978\ \mathrm{mol/L}

    ④ 노르말 농도 — HCl은 분자 하나가 H+\mathrm{H^+} 를 하나만 내놓는 1가 산이므로 당량수가 1이고, 노르말 농도와 몰농도가 같다.

    N=M×당량수=6.6978×1=6.6978 NN = M \times \text{당량수} = 6.6978 \times 1 = 6.6978\ \mathrm{N}

    반올림하면 6.7 N이다. 반올림 조건을 달지 않은 교재는 6.698 N으로 적기도 하는데 같은 값이다.

    황산처럼 2가 산이었다면 N=2MN = 2M 이 되므로, 당량수를 확인하는 단계를 빠뜨리지 않아야 한다.

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    42023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    세균발육시험은 「식품의 기준 및 규격」(식품공전) 미생물시험법에 규정된 시험이다. 이 시험이 검사 대상으로 삼는 식품군을 쓰시오.

    해설

    장기보존식품 중 통·병조림식품과 레토르트식품


    [해설]

    세균발육시험은 밀봉·살균으로 상업적 무균 상태를 만든 제품이 실제로 그 상태에 이르렀는지 확인하는 시험이다. 그래서 대상이 장기보존식품 중 통·병조림식품과 레토르트식품으로 한정된다.

    절차는 크게 두 단계다.

    ① 가온보존시험 — 검체를 35 ℃ 부근의 배양기에 약 10일간 두고, 용기가 팽창하거나 내용물에 이상이 생기는지 관찰한다. 살아남은 미생물이 있으면 가스를 만들어 캔이 부풀거나 내용물의 냄새·색·조직이 변한다.

    ② 세균시험 — 가온보존한 검체의 내용물을 무균적으로 취해 배지에 접종·배양하거나 현미경으로 검경해 세균의 발육 여부를 확인한다.

    가온보존시험에서 팽창·이상이 없고 세균시험에서도 발육이 인정되지 않아야 적합으로 판정한다. 일반 식품처럼 균수를 세는 시험이 아니라 발육 유무를 보는 정성시험이라는 점이 특징이다.

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    52023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    젤리·잼 같은 펙틴 겔은 보통 설탕과 산을 넣어 낮은 pH에서 굳히지만, pH를 높인 조건에서 안정한 염다리(salt bridge)를 만들어 굳히기도 한다. 이때 넣어 주는 물질을 [보기]에서 골라 쓰시오.

    [보기] 니켈, 소금, 칼슘, 수소, 탄산수소나트륨

    해설

    칼슘


    [해설]

    펙틴 겔은 메톡실기 함량에 따라 굳는 방식이 완전히 갈린다.

    고메톡실(HM) 펙틴은 메톡실기가 7 % 이상이어서 유리 카복실기가 적다. 설탕을 60 % 이상 넣어 물을 빼앗고 pH를 3 안팎까지 낮춰 카복실기의 해리를 억제해야, 분자끼리 수소결합과 소수결합으로 망상구조를 이룬다. 잼·젤리의 전통적인 제조 조건이 여기에 해당한다.

    저메톡실(LM) 펙틴은 메톡실기가 7 % 미만이라 유리 카복실기가 많다. pH가 높아지면 카복실기가 해리해 COO-\mathrm{COO^-} 음이온이 되는데, 여기에 2가 양이온인 Ca2+\mathrm{Ca^{2+}} 를 넣으면 이웃한 두 사슬의 음이온 사이를 다리처럼 이어 준다. 이것이 염다리(salt bridge)이며, 이런 결합 구조를 달걀상자(egg-box) 모형이라 부른다. 그래서 칼슘을 쓰면 설탕을 많이 넣지 않고도, 산성이 아닌 조건에서도 겔을 만들 수 있어 저당 잼·저칼로리 제품에 이용한다.

    보기의 나머지는 겔화와 무관하다. 탄산수소나트륨은 팽창제·알칼리제, 소금의 나트륨은 1가라 다리를 놓지 못하고, 니켈은 유지 경화의 촉매, 수소는 경화유 제조에 쓰이는 기체다.

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    62023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    식품의 유형에 따라 달라지는 등온흡습곡선 A, B, C가 제시되어 있다. 이 중 단백질 함량이 가장 높은 식품에 해당하는 곡선을 고르고, 그 식품에서 자유수·결합수·수분활성도가 어떤 특징을 보이는지 서술하시오.

    0.00.20.40.60.81.000.10.20.30.4수분활성도 (Aw)수분함량 (kg 수분/kg 고형분)ABC

    ○ 곡선 :

    ○ 특징 :

    해설

    ○ 곡선 : A

    ○ 특징 : 결합수의 비율이 높고 자유수는 상대적으로 적으며, 수분활성도가 낮은 구간에서도 수분 흡착량이 크게 늘어난다.


    [해설]

    등온흡습곡선은 일정 온도에서 수분활성도를 올려 갈 때 고형분 1 kg이 붙잡는 수분량이 어떻게 변하는지를 나타낸 그래프다. 곡선의 모양은 식품이 물을 붙잡는 방식, 곧 구성 성분에 따라 갈린다.

    단백질이 많은 식품(A형)은 아미노기·카복실기·수산기처럼 물과 수소결합할 수 있는 극성 작용기를 많이 가지고 있다. 그래서 낮은 수분활성도에서부터 단분자층 흡착이 빠르게 일어나 곡선이 가파르게 상승하고, 붙잡힌 물의 대부분은 결합수가 된다. 결합수는 0 ℃ 이하에서도 잘 얼지 않고 용매로 작용하지 못하며 미생물이 이용할 수 없으므로, 같은 수분함량이라도 수분활성도는 상대적으로 낮게 나타난다. 작용기가 대부분 물과 결합해 버리면 그 뒤로는 곡선이 완만해지고, 추가로 들어오는 물은 자유수로 남는다.

    B형은 전분질 등 대부분의 식품이 보이는 완만한 S자형이고, C형은 당·염 같은 수용성 저분자가 많은 식품으로 낮은 수분활성도에서는 흡습이 거의 없다가 용해가 시작되는 높은 수분활성도에서 급격히 물을 빨아들인다.

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    72023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    유지 시료 0.816 g을 아세트산과 클로로폼을 3 : 2로 섞은 용액에 녹인 뒤 어두운 곳에서 포화 요오드화칼륨 용액과 10분간 반응시키고, 0.01 N 티오황산나트륨 용액(역가 1.02)으로 적정하였다. 전분 지시약의 색이 사라질 때까지 든 양이 본시험 14.7 mL, 공시험 0.18 mL였다면 이 시료의 과산화물가는 얼마인지 구하시오.

    해설

    181.5 meq/kg


    [해설]

    과산화물가는 유지 1 kg에 들어 있는 과산화물의 밀리당량수(meq/kg)로, 유지가 얼마나 산패되었는지를 나타내는 대표적인 지표다.

    원리는 이렇다. 유지 속 하이드로퍼옥사이드가 요오드화칼륨의 I\mathrm{I^-} 를 산화시켜 I2\mathrm{I_2} 를 유리시키고, 이 요오드를 티오황산나트륨으로 적정한다. 지시약인 전분의 청색이 사라지는 점이 종말점이다. 시약 자체에서 오는 오차를 빼기 위해 시료 없이 같은 조작을 한 공시험 값을 함께 구한다.

    과산화물가=(ab)×fS×10\text{과산화물가} = \dfrac{(a - b) \times f}{S} \times 10

    a = 본시험 적정량(mL), b = 공시험 적정량(mL), f = 역가, S = 검체 채취량(g)이다. 대입하면

    (14.70.18)×1.020.816×10=14.81040.816×10=181.5 meq/kg\dfrac{(14.7 - 0.18) \times 1.02}{0.816} \times 10 = \dfrac{14.8104}{0.816} \times 10 = \mathbf{181.5\ \mathrm{meq/kg}}

    따라서 181.5 meq/kg이다. 아세트산-클로로폼 혼합액은 유지를 녹이면서 반응에 필요한 산성 조건을 만들고, 어두운 곳에서 반응시키는 것은 빛에 의해 요오드가 추가로 유리되어 값이 높게 나오는 것을 막기 위해서다.

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    82023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    두유를 가열하는 공정에서는 끓어 넘치는 것을 막으려고 소포제로 식용유를 넣는다. 만약 식용유 대신 레시틴을 투입하였다면 어떤 일이 일어나는지 서술하시오.

    해설

    거품이 억제되지 않고 오히려 더 잘 생기며 오래 유지되어, 끓어 넘치는 것을 막지 못한다.


    [해설]

    거품(포말)은 액체의 얇은 막이 기체를 가둔 상태다. 막이 잘 만들어지고 오래 버티려면 표면장력이 낮아야 하므로, 표면장력을 어떻게 건드리느냐가 거품의 운명을 가른다.

    식용유는 물에 섞이지 않은 채 거품막 위로 퍼지면서 막을 국소적으로 얇게 만들어 터뜨린다. 즉 소포제로 작용해 거품을 없앤다.

    반면 레시틴은 한 분자 안에 친수기와 소수기를 함께 가진 인지질, 곧 유화제(계면활성제)다. 액의 표면장력을 낮추고 거품막 계면에 흡착해 막을 오히려 튼튼하게 붙잡는다. 그 결과 거품이 더 많이 생기고 안정해져 끓어 넘침을 방지하지 못한다.

    같은 계면활성 물질이라도 막을 깨는 쪽으로 작용하면 소포제, 막을 지켜 주는 쪽으로 작용하면 기포제·유화제가 된다는 점이 이 문항의 핵심이다.

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    92023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    가열 가공 중에 일어나는 성분 변화를 설명한 것이다. 옳지 않은 것을 하나 고르고, 그렇게 판단한 까닭을 쓰시오.

    (1) 당류를 150~180 ℃로 가열하면 캐러멜화가 진행되어 갈색을 띠게 된다.

    (2) 채소를 65~75 ℃로 데우면 RNA가 분해되며 생긴 GMP 때문에 감칠맛이 난다.

    (3) 빵을 굽거나 재료를 볶을 때 마이야르반응이 일어나 향이 생기고 갈색으로 변한다.

    (4) 유지를 가열하면 황을 지닌 휘발성분이 만들어져 산패취가 난다.

    (5) 마늘과 양파를 센 불에 가열하면 sulfide류가 생성된다.

    해설

    (4)

    유지를 이루는 주된 원소는 C, H, O이므로 가열하더라도 황을 함유한 휘발성분은 만들어지지 않는다.


    [해설]

    가열취·가열색의 발생원을 성분별로 정리하면 (4)만 어긋난다는 것이 드러난다.

    (1) 당을 융점 이상으로 계속 가열하면 탈수·축합·중합이 이어지는 캐러멜화가 일어나 캐러멜 색소와 특유의 향이 생긴다. 아미노산 없이 당만으로 진행된다는 점에서 마이야르반응과 구별된다.

    (2) 핵산계 정미성분인 5'-GMP는 리보뉴클레아제가 RNA를 분해할 때 생긴다. 이 효소가 잘 작용하는 온도대가 60~75 ℃여서, 그 구간을 지나도록 서서히 가열하면 감칠맛이 강해진다.

    (3) 환원당의 카보닐기와 아미노기가 반응하는 마이야르반응은 갈색 색소인 멜라노이딘과 함께 다양한 향기 성분을 만든다. 굽기·볶기의 향과 색이 여기서 나온다.

    (4) 지질의 산패취는 황 화합물이 아니라, 자동산화로 생긴 하이드로퍼옥사이드가 분해되며 나오는 알데하이드·케톤·저급지방산 등에서 비롯된다. 따라서 "황을 함유한 휘발성분 때문에 산패취가 난다"는 서술은 성립하지 않는다.

    (5) 마늘·양파의 알린은 조직이 상하거나 가열될 때 알리신을 거쳐 디알릴다이설파이드 같은 sulfide류로 바뀐다. 황을 함유한 휘발성분은 이처럼 백합과 채소, 겨자·무의 글루코시놀레이트, 단백질 속 시스테인·메티오닌의 가열분해에서 나온다.

    참고로 "황은 지질에 존재하지 않는다"고 잘라 말하는 풀이가 있으나, 황지질처럼 황을 품은 복합지질도 있으므로 정확한 표현은 아니다. 지질의 주성분이 C·H·O이고 산패취의 원인 물질이 황 화합물이 아니라는 점으로 이해해야 한다.

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    102023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    미생물의 내열성을 좌우하는 요인을 3가지만 쓰시오.

    해설

    ① 수분활성도(수분함량)

    ② pH

    ③ 당·염 등 식품 성분의 조성(고형분 농도)


    [해설]

    같은 미생물이라도 어떤 환경에서 가열되느냐에 따라 사멸에 걸리는 시간이 크게 달라진다. 자주 인용되는 요인은 다음과 같다.

    ① 수분활성도·수분함량 — 건조할수록 내열성이 커진다. 습열살균이 건열살균보다 낮은 온도·짧은 시간에 끝나는 이유다.

    ② pH — 중성 부근에서 내열성이 가장 크고, 산성으로 갈수록 급격히 약해진다. pH 4.6을 기준으로 산성식품과 저산성식품의 살균 강도를 달리하는 근거가 여기에 있다.

    ③ 식품 성분의 조성(고형분 농도) — 당·염이 많으면 삼투압으로 수분활성도가 낮아져 내열성이 커진다. 지질·단백질도 균체를 감싸 보호작용을 한다.

    ④ 미생물의 종·균주와 생육단계 — 아포(포자)는 영양세포보다 훨씬 강하고, 같은 균이라도 정지기 세포가 대수증식기 세포보다 열에 잘 견딘다.

    ⑤ 생육(배양) 온도 — 높은 온도에서 자란 세포일수록 내열성이 크다.

    ⑥ 초기 균수 — 균수가 많을수록 같은 사멸률에 이르는 데 더 긴 시간이 필요하다.

    발문은 3가지만 요구하므로 위 목록 가운데 어느 것이든 3개를 고르면 된다.

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    112023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    돈육 장조림 통조림을 살균하는 데 필요한 F0F_0 값이 5.5분이라고 한다. 이 제품을 113 ℃에서 살균한다면 같은 살균 효과를 얻기까지 몇 분 동안 가열해야 하는지 구하시오. (단, Z값은 10 ℃이다.)

    해설

    35.51분


    [해설]

    F0F_0 는 기준온도 121.1 ℃에서의 살균가치를 분 단위로 나타낸 값이다. 온도가 달라지면 같은 살균 효과를 내는 데 걸리는 시간이 Z값만큼의 온도차마다 10배씩 달라지므로, 임의의 온도 T에서 필요한 시간은 다음과 같다.

    FT=F0×10121.1TZF_T = F_0 \times 10^{\dfrac{121.1 - T}{Z}}

    주어진 값을 대입한다.

    F113=5.5×10121.111310=5.5×100.81=35.5109 minF_{113} = 5.5 \times 10^{\dfrac{121.1 - 113}{10}} = 5.5 \times 10^{0.81} = 35.5109\ \mathrm{min}

    따라서 약 35.51분 가열해야 한다.

    살균온도를 기준보다 8.1 ℃ 낮췄더니 필요한 시간이 약 6.5배로 늘어난 셈이다. Z값이 10 ℃라는 것은 온도를 10 ℃ 낮추면 같은 효과를 내는 데 10배의 시간이 든다는 뜻이므로, 고온단시간 살균이 유리한 이유가 이 식에 그대로 드러난다.

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    122023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    전분당을 만들 때 당화가 진행되어 D.E.(dextrose equivalent)가 커지면 감미도와 점도는 각각 어떻게 변하는지 쓰시오.

    해설

    감미도는 높아지고, 점도는 낮아진다.


    [해설]

    D.E.는 전분 가수분해물의 고형분 가운데 환원당(포도당으로 환산한 값)이 차지하는 비율이다. 당화가 진행될수록 큰 전분 분자가 잘게 끊어져 포도당·맥아당 같은 저분자 당이 늘어나므로 D.E.가 커진다. 전분 자체는 D.E.가 0에 가깝고 순수한 포도당은 100이다.

    따라서 D.E.가 올라가면

    · 감미도는 높아진다 — 단맛을 내는 저분자 당의 비율이 커지기 때문이다.

    · 점도는 낮아진다 — 점도를 만들던 고분자 사슬이 짧아지기 때문이다.

    같은 이유로 D.E.가 커지면 흡습성과 갈변성은 커지고, 보습·증점·피막 형성 능력은 떨어진다. 그래서 물엿·분말물엿처럼 점성과 보형성을 살려야 하는 제품은 D.E.를 낮게, 결정포도당·액상과당처럼 단맛을 살려야 하는 제품은 D.E.를 높게 잡는다.

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    132023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    「식품 및 축산물 안전관리인증기준」의 선행요건 중 냉장·냉동시설·설비 관리 기준이다. 괄호를 알맞은 숫자로 채우시오.

    · 냉장고 내부 유지 온도 : ( ① ) ℃ 이하

    · 다만 보관온도가 따로 규정된 식품(신선편의식품, 훈제연어, 가금육 등) : ( ② ) ℃ 이하

    · 냉동고 내부 유지 온도 : ( ③ ) ℃ 이하

    · 온도는 바깥에서 확인할 수 있어야 하고, 감응 장치의 센서는 측정값이 가장 높게 나오는 지점에 둔다.

    해설

    ① 10

    ② 5

    ③ -18


    [해설]

    「식품 및 축산물 안전관리인증기준」 [별표 1] 선행요건의 냉장·냉동시설·설비 관리 조항이 정한 값이다.

    · 냉장시설 : 10 ℃ 이하

    · 신선편의식품, 훈제연어, 가금육 등 별도 보관온도가 정해진 식품 : 5 ℃ 이하

    · 냉동시설 : -18 ℃ 이하

    일반 냉장이 10 ℃ 이하인 데 비해 신선편의식품·훈제연어·가금육을 5 ℃ 이하로 더 낮게 관리하는 것은, 이들이 비가열 섭취 또는 리스테리아·살모넬라 등의 오염 위험이 큰 품목이기 때문이다.

    센서를 온도가 가장 높게 측정되는 지점에 두도록 한 것도 중요한 포인트다. 가장 불리한 지점이 기준을 만족하면 시설 전체가 기준을 만족한다고 볼 수 있으므로, 가장 잘 냉각되는 자리가 아니라 가장 덜 냉각되는 자리를 감시해야 한다.

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    142023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    「식품 등의 표시기준」에 규정된 카페인 표시 사항이다. 괄호를 채우시오.

    · 원래 들어 있던 카페인을 ( ① ) % 이상 덜어 낸 제품에는 "탈카페인(디카페인) 제품"임을 표시할 수 있다.

    · 액체식품(커피·다류)에 카페인이 1 mL당 ( ② ) mg 이상 들어 있으면, 총카페인 함량과 주의문구에 더하여 "( ③ )"라는 문구를 함께 적어야 한다.

    해설

    ① 90

    ② 0.15

    ③ 고카페인 함유


    [해설]

    「식품 등의 표시기준」이 정한 카페인 표시 규정의 핵심 수치다.

    · 90 % — 원래 들어 있던 카페인을 90 % 이상 제거해야 "탈카페인" 또는 "디카페인" 제품이라고 표시할 수 있다. 카페인이 전혀 없다는 뜻이 아니라 크게 줄였다는 뜻이므로, "무카페인" 같은 표현과는 구분해야 한다.

    · 0.15 mg/mL — 액체식품(커피, 다류 등)에서 카페인이 1 mL당 0.15 mg 이상이면 고카페인 제품으로 본다. 200 mL 제품이라면 30 mg 이상이 되는 셈이다.

    · 이 경우 주표시면에 "고카페인 함유"총카페인 함량을 표시하고, "어린이, 임산부, 카페인 민감자는 섭취에 주의해 주시기 바랍니다"라는 취지의 주의문구를 함께 표시해야 한다.

    표시 대상이 액체식품이라는 점도 놓치기 쉬운 부분이다. 기준이 부피당 함량(mg/mL)으로 정해져 있어 고형 제품에는 그대로 적용되지 않는다.

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    152023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    아래 표는 오렌지주스를 배관 수송할 때 관 지름과 흐름 속도에 따라 생기는 압력강하를 모아 놓은 것이다. 값이 비어 있는 칸(관 지름 25 cm, 흐름 속도 8.5 m/s)의 압력강하를 내삽법으로 구하시오.

    유속(m/s) / 직경(cm)10202530
    1.05091,019-1,528
    2.51,2732,547-3,820
    5.02,5475,093-7,640
    8.5--?-
    10.05,09310,187-15,279
    해설

    10,823.05


    [해설]

    구하려는 칸은 직경 25 cm 행이면서 유속 8.5 m/s 열이다. 두 방향 모두 표에 값이 없으므로 직경 방향으로 한 번, 유속 방향으로 한 번 내삽한다. 내삽은 두 점을 잇는 직선의 방정식을 쓴다.

    y=y2y1x2x1(xx1)+y1y = \dfrac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}\,(x - x_1) + y_1

    1단계 — 직경 25 cm의 값을 만든다. 유속이 같은 열에서 직경 20 cm와 30 cm 값을 이어 25 cm를 얻는다.

    유속 5.0 m/s : 764050933020(2520)+5093=6366.5\dfrac{7640 - 5093}{30 - 20}\,(25 - 20) + 5093 = 6366.5

    유속 10.0 m/s : 15279101873020(2520)+10187=12733\dfrac{15279 - 10187}{30 - 20}\,(25 - 20) + 10187 = 12733

    2단계 — 유속 8.5 m/s의 값을 만든다. 1단계에서 얻은 두 점 (5.0, 6366.5)와 (10.0, 12733)을 이어 8.5를 대입한다.

    127336366.510.05.0(8.55.0)+6366.5=10823.05\dfrac{12733 - 6366.5}{10.0 - 5.0}\,(8.5 - 5.0) + 6366.5 = \mathbf{10823.05}

    따라서 압력강하는 10,823.05이다.

    발문의 유속을 8 m/s로 실은 교재가 있으나, 8 m/s를 넣으면 127336366.510.05.0(8.05.0)+6366.5=10186.40\dfrac{12733 - 6366.5}{10.0 - 5.0}\,(8.0 - 5.0) + 6366.5 = 10186.40 이 되어 그 교재가 제시한 정답 10,823.05와 어긋난다. 정답을 재현하는 조건은 8.5 m/s이고 표에서 값이 비어 있는 열도 8.5 m/s이므로, 발문의 유속은 8.5 m/s가 맞다.

    표의 값들은 대체로 직경과 유속에 비례한다(예: 509 × (25/10) × 8.5 ≒ 10,816). 계산 결과가 이 어림값과 가까운지 확인해 두면 내삽 실수를 잡을 수 있다.

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    162023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    [보기]에 제시된 당을 갈변이 빨리 일어나는 순서대로 나열하시오.

    [보기] 설탕, D-갈락토스, D-리보스, D-글루코스

    해설

    D-리보스 > D-갈락토스 > D-글루코스 > 설탕


    [해설]

    여기서 말하는 갈변은 환원당의 카보닐기와 아미노기가 반응하는 마이야르반응이다. 반응 속도는 용액 속에서 사슬형(개환형)으로 존재해 유리 카보닐기를 내놓는 비율이 얼마나 큰지에 좌우된다.

    · 오탄당 > 육탄당 — 고리가 작아 개환되기 쉬운 오탄당인 D-리보스가 가장 빠르다.

    · 같은 육탄당끼리는 입체 구조의 차이로 D-갈락토스가 D-글루코스보다 빠르다. 글루코스는 고리형이 가장 안정해 유리 카보닐기 비율이 낮다.

    · 설탕(sucrose)은 비환원당이다. 포도당의 1번 탄소와 과당의 2번 탄소가 글리코사이드 결합으로 묶여 있어 유리 카보닐기가 없으므로 그대로는 마이야르반응을 일으키지 못한다. 다만 산이나 열로 가수분해되어 전화당이 되면 그때부터 갈변이 진행된다.

    일반적으로 알려진 반응성 순서는 오탄당(리보스 > 아라비노스 > 자일로스) > 육탄당(갈락토스 > 만노스 > 글루코스 > 과당) > 이당류(맥아당·유당) 순이며, 비환원당인 설탕이 가장 뒤에 온다.

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    172023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    홍차를 발효(산화)시키는 동안 새로 만들어져 주황빛과 붉은빛을 띠게 하는 색소 두 가지와, 그 반응을 촉매하는 효소의 이름을 쓰시오.

    ○ 색소 :

    ○ 효소 :

    해설

    ○ 색소 : 테아플라빈(theaflavin, 주황색), 테아루비긴(thearubigin, 붉은색)

    ○ 효소 : 폴리페놀 옥시다아제(polyphenol oxidase)


    [해설]

    홍차의 "발효"는 미생물이 관여하는 발효가 아니라, 찻잎 속에 원래 들어 있던 산화효소가 일으키는 효소적 산화다. 잎을 비비는 유념 과정에서 세포가 깨지면 카테킨류(에피갈로카테킨갈레이트 등)와 폴리페놀 옥시다아제가 만나 산화가 시작된다.

    · 카테킨이 산화·이량화하면 주황빛의 테아플라빈이 생긴다. 홍차의 밝은 색조와 상쾌한 떫은맛을 맡는다.

    · 산화가 더 진행되어 중합도가 높아지면 붉은 갈색의 테아루비긴이 된다. 홍차의 진한 수색과 바디감을 만든다.

    이 반응을 어디서 멈추느냐로 차의 종류가 갈린다. 녹차는 딴 즉시 증열하거나 덖어 효소를 실활시키므로 산화가 일어나지 않아 녹색이 남고(비발효차), 우롱차는 중간에 멈춘 반발효차, 홍차는 끝까지 진행시킨 발효차다.

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    182023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    뉴턴유체에서 전단속도와 점도가 어떤 관계에 있는지 설명하시오.

    해설

    전단속도가 커지든 작아지든 점도는 달라지지 않고 일정하다.


    [해설]

    뉴턴의 점성법칙을 따르는 유체를 뉴턴유체라 한다. 전단응력 τ\tau 와 전단속도 γ˙\dot{\gamma} 가 원점을 지나는 직선 관계에 있고, 그 기울기가 점도 μ\mu 다.

    τ=μγ˙=μdudy\tau = \mu \dot{\gamma} = \mu \dfrac{du}{dy}

    점도를 정의식으로 되돌리면

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

    가 되는데, 분자와 분모가 비례하므로 전단속도를 아무리 바꾸어도 그 비는 일정하다. 즉 뉴턴유체의 점도는 전단속도와 무관한 상수이며, 온도와 압력이 정해지면 물질 고유의 값으로 결정된다.

    물, 우유, 청량음료, 식용유, 묽은 설탕용액 등이 여기에 해당한다. 반대로 전단속도가 커질수록 점도가 낮아지면 의가소성(전단담화) 유체, 높아지면 팽창성(전단농화) 유체이며, 케첩처럼 일정한 항복응력을 넘어야 흐르기 시작하면 빙햄소성 유체로 분류한다.

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    192023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    수분이 75 % 들어 있는 쇠고기 10 kg을 5 ℃에서 -20 ℃까지 동결한다. -20 ℃에서의 동결률이 0.90이고 얼음의 융해잠열이 334 kJ/kg일 때, 동결 과정에서 방출된 잠열을 구하시오.

    해설

    2,254.5 kJ


    [해설]

    잠열은 실제로 얼음으로 바뀐 물에서만 나온다. 그러므로 쇠고기 전체 질량이 아니라 "수분량 × 동결률"만큼에 융해잠열을 곱해야 한다.

    Q=m×w×ϕ×LQ = m \times w \times \phi \times L

    여기서 m = 시료 질량, w = 수분함량, ϕ\phi = 동결률, L = 융해잠열이다.

    · 쇠고기 속 수분 : 10 kg×0.75=7.5 kg10\ \mathrm{kg} \times 0.75 = 7.5\ \mathrm{kg}

    · 그중 언 물 : 7.5 kg×0.90=6.75 kg7.5\ \mathrm{kg} \times 0.90 = 6.75\ \mathrm{kg}

    · 방출 잠열 : 6.75 kg×334 kJ/kg=2254.5 kJ6.75\ \mathrm{kg} \times 334\ \mathrm{kJ/kg} = \mathbf{2254.5\ \mathrm{kJ}}

    따라서 2,254.5 kJ이다.

    초기 온도 5 ℃와 최종 온도 -20 ℃는 이 계산에 직접 쓰이지 않는다. 두 온도는 냉각·과냉각 구간의 현열을 구할 때 필요한 조건이고, -20 ℃는 동결률 0.90이 어느 온도에서의 값인지 알려 주는 역할만 한다. 문제가 잠열만 물었으므로 온도 조건은 그대로 두고 넘어가면 된다.

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    202023년-식품안전기사실기(필답형)-1회차

    23-1

    담자균류인 버섯의 생활사를 설명한 것이다. 괄호에 알맞은 용어를 쓰시오.

    방출된 포자가 싹을 틔우면 핵을 하나만 가진 1차 균사가 만들어진다. 교배형이 맞는 1차 균사끼리 세포질이 합쳐지면 핵 두 개를 그대로 지닌 2차 균사가 되는데, 두 핵은 융합하지 않은 채 꺾쇠연결체(클램프)를 만들며 길이 방향으로 자란다. 환경이 갖추어지면 이 균사들이 뭉쳐 ( ① )을(를) 이루고, 이것을 3차 균사라고 부른다. 그 생김새는 종마다 다르며, 여기에 ( ② )가 여럿 분화한 뒤 그 안에서 핵융합과 감수분열이 일어난다. 이어서 끝부분에 경자가 돋고 그 위에 ( ③ )가 붙어 만들어진다.

    해설

    ① 자실체

    ② 담자기

    ③ 담자포자


    [해설]

    버섯은 담자균문에 속하며, 우리가 먹는 갓과 자루 부분이 곧 유성생식기관인 자실체다. 생활사는 다음 순서로 이어진다.

    ㉠ 담자포자 발아 → 핵이 하나인 1차 균사(단핵균사)

    ㉡ 화합성 있는 1차 균사끼리 세포질 융합 → 핵 두 개가 공존하는 2차 균사(2핵균사). 이 단계에서 클램프(꺾쇠연결체)를 만들며 두 핵이 짝을 유지한 채 분열한다.

    ㉢ 온도·습도·빛 등 조건이 맞으면 2차 균사가 조밀하게 얽혀 자실체(3차 균사)를 형성

    ㉣ 자실층의 끝세포가 담자기로 분화 → 그 안에서 두 핵이 비로소 융합해 일시적으로 2배체가 되고, 곧바로 감수분열이 일어난다

    ㉤ 담자기 끝에 경자(sterigma)가 돋고, 그 위에 보통 4개의 담자포자가 외생하여 성숙 후 사출된다

    핵융합과 감수분열이 담자기 안에서만 일어나고 포자가 담자기 바깥에 붙는다는 점이 자낭균(자낭 안에 자낭포자를 내생)과 갈리는 결정적 차이다.

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