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

(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) X — 안전계수는 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.

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

○ 기체 : 질소

[해설]

GC에서 운반기체는 이동상으로, 주입구에서 기화된 시료를 칼럼을 거쳐 검출기까지 실어 나른다.

시료 성분은 고정상과의 분배·흡착 차이로 칼럼을 지나는 속도가 달라져 분리된다.

운반기체는 시료·고정상과 반응하지 않는 기체를 쓰며, 질소가 대표적이고 헬륨·수소·아르곤도 쓸 수 있다.

6.7 N

[해설]

용액 1 L를 기준으로 비중에서 질량을 구하고, 그 가운데 순수 HCl의 몰수를 구한다. HCl은 H⁺를 하나 내는 1가 산이라 노르말 농도와 몰농도가 같다.

용액 질량 = 1000 mL × 1.11 g/mL = 1110 g
HCl 질량 = 1110 × 0.22 = 244.2 g
N = (244.2 ÷ 36.46) × 1 = 6.698 → 6.7 N

혼동 주의: 황산처럼 2가 산이면 노르말 농도가 몰농도의 2배가 되므로, 당량수를 꼭 확인한다.

장기보존식품 중 통·병조림식품과 레토르트식품

[해설]

식품공전 미생물시험법의 세균발육시험은 장기보존식품 중 통·병조림식품과 레토르트식품을 대상으로 한다.

이들 제품은 밀봉·살균으로 상업적 무균 상태를 만든 것이어서, 살아남은 세균이 자라는지 확인해야 한다. 그래서 가온보존시험으로 용기가 부풀거나 내용물에 이상이 생기는지 본 뒤, 세균시험으로 발육 여부를 확인한다.

혼동 주의: 이 시험은 균수를 세는 정량시험이 아니라 발육 유무를 보는 정성시험이다.

칼슘

[해설]

칼슘으로 굳히는 것은 메톡실기가 7 % 미만인 저메톡실(LM) 펙틴의 겔화 방식이다. pH가 높아지면 이 펙틴의 카복실기가 해리해 -COO^- 음이온이 된다.

2가 양이온인 칼슘(Ca²⁺)이 이웃한 두 사슬의 음이온 사이를 이어 염다리를 만든다(달걀상자 모형). 그래서 설탕을 적게 넣는 저당 잼에 쓴다.

혼동 주의: 소금의 Na⁺는 1가라 두 사슬을 잇지 못하고, 설탕과 산으로 굳히는 것은 고메톡실(HM) 펙틴이다.

○ 곡선 : A

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

[해설]

등온흡습곡선은 일정 온도에서 수분활성도에 따라 고형분 1 kg이 붙잡는 수분량을 나타낸 그래프다. 단백질 식품은 낮은 수분활성도에서부터 가파르게 올라가는 A 곡선을 보인다.

단백질은 아미노기·카복실기 같은 극성기가 많아 물을 수소결합으로 강하게 붙잡는다. 그래서 결합수 비율이 높고, 자유롭게 움직이는 자유수는 상대적으로 적다.

결합수는 용매로 쓰이지 못하고 미생물도 이용하지 못하므로 같은 수분함량에서도 수분활성도가 낮게 유지된다. 이 때문에 수분활성도가 낮은 구간에서도 흡착량이 크게 늘어난다.

혼동 주의: 당·염이 많은 식품(C)은 낮은 수분활성도에서는 흡습이 거의 없다가 높은 구간에서 급격히 물을 빨아들인다.

181.5 meq/kg

[해설]

과산화물가는 유지 1 kg에 들어 있는 과산화물의 밀리당량수(meq/kg)다. 과산화물이 KI와 반응해 유리시킨 I₂를 티오황산나트륨으로 적정해서 구한다.

과산화물가 = (a − b) × f × N × 1000 / S
= (14.7 − 0.18) × 1.02 × 0.01 × 1000 / 0.816
= 14.8104 × 10 / 0.816
= 181.5 meq/kg

a는 본시험 적정량, b는 공시험 적정량(mL), f는 역가, N은 규정농도, S는 시료량(g)이다. 공시험 값을 빼는 이유는 시약 자체에서 생기는 오차를 없애기 위해서다.

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

[해설]

식용유는 거품막 위로 퍼지면서 막을 얇게 만들어 터뜨리는 소포제로 작용한다. 반면 레시틴은 친수기와 소수기를 함께 가진 인지질, 곧 유화제(계면활성제)다.

레시틴은 표면장력을 낮추고 거품막 계면에 붙어 막을 오히려 튼튼하게 만든다. 그래서 거품이 더 잘 생기고 오래 유지되어 끓어 넘치는 것을 막지 못한다.

(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.

① 수분활성도(수분함량)

② pH

③ 당·염 등 식품 성분의 조성(고형분 농도)

[해설]

미생물의 내열성은 균 자체뿐 아니라 가열되는 환경(식품 조건)에 따라 크게 달라진다.

• 수분활성도(수분함량) — 건조할수록 내열성이 커지므로, 건열살균은 습열살균보다 높은 온도와 긴 시간이 필요하다.
• pH — 중성 부근에서 내열성이 가장 크고, 산성일수록 약해진다(pH 4.6이 산성식품과 저산성식품의 살균 기준).
• 식품 성분의 조성(고형분 농도) — 당·염이 많으면 수분활성도가 낮아져 내열성이 커지고, 지질·단백질도 균을 감싸 보호한다.

물이 적고, 중성에 가깝고, 당·염이 진할수록 균이 열에 잘 견딘다고 묶어서 외운다.

35.51분

[해설]

F₀는 기준온도 121.1 ℃에서의 살균가치이며, 온도가 Z값(10 ℃)만큼 내려갈 때마다 같은 효과에 필요한 가열시간은 10배로 늘어난다.

F_T = F₀ × 10^{(121.1 − T)/Z}
F₁₁₃ = 5.5 × 10^{(121.1 − 113)/10} = 5.5 × 10^0.81
= 5.5 × 6.4565 ≒ 35.51분

기준온도를 121 ℃로 넣으면 34.70분이 나오므로 반드시 121.1 ℃(250 ℉)로 계산한다.

감미도는 높아지고, 점도는 낮아진다.

[해설]

D.E.(포도당 당량)는 전분 가수분해물의 고형분 가운데 환원당을 포도당으로 환산한 비율이다. 당화가 진행될수록 커지며, 전분은 0에 가깝고 포도당은 100이다.

• 감미도는 높아진다 — 단맛을 내는 포도당·맥아당 같은 저분자 당이 늘어나기 때문이다.
• 점도는 낮아진다 — 점성을 만들던 고분자 사슬이 잘게 끊어지기 때문이다.

그래서 점성과 보형성이 필요한 물엿은 D.E.를 낮게, 단맛이 중요한 결정포도당은 높게 잡는다.

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.

① 90

② 0.15

③ 고카페인 함유

[해설]

「식품 등의 표시기준」의 카페인 표시 규정에 나오는 수치와 문구다.

• 탈카페인 기준 90 % — 원래 들어 있던 카페인을 90 % 이상 제거해야 "탈카페인(디카페인)"으로 표시할 수 있다.
• 고카페인 기준 0.15 mg/mL — 액체식품 1 mL당 카페인이 이 값 이상이면 고카페인 제품으로 본다(200 mL 제품이면 30 mg).
• "고카페인 함유" — 이 문구를 총카페인 함량·주의문구와 함께 주표시면에 적어야 한다.

혼동 주의: 디카페인은 카페인을 크게 줄였다는 뜻일 뿐 "무카페인"이 아니다. 고카페인 기준은 부피당 함량이라 액체식품에만 적용된다.

개정 예고: 「식품등의 표시기준」 개정 고시(식약처 고시 제2026-37호, 시행 2028. 1. 1.)부터 커피는 카페인을 제거한 원두를 원료로 쓰고 원두 고형분 기준 카페인 함량이 0.1% 이하일 때 "탈카페인(디카페인)" 표시를 할 수 있다(다류는 90% 이상 제거 기준 유지). 시행 전까지는 현행 90% 기준이 정답이다.

10,823.05

[해설]

표에 없는 칸은 두 점을 잇는 직선으로 값을 구하는 선형 내삽을 직경 방향과 유속 방향으로 한 번씩 적용해 구한다.

직경 25 cm는 20 cm와 30 cm의 한가운데이므로 먼저 두 직경 값의 평균을 낸다.

유속 5.0 m/s: (5,093 + 7,640) ÷ 2 = 6,366.5
유속 10.0 m/s: (10,187 + 15,279) ÷ 2 = 12,733

이어서 유속 8.5 m/s의 값을 내삽한다.

y = y₁ + (y₂ − y₁) × (x − x₁) ÷ (x₂ − x₁)
= 6,366.5 + (12,733 − 6,366.5) × (8.5 − 5.0) ÷ (10.0 − 5.0)

= 6,366.5 + 4,456.55 = 10,823.05

검산: 압력강하는 직경과 유속에 거의 비례하므로 509 × 2.5 × 8.5 ≒ 10,816과 가까운지 확인한다.

D-리보스 > D-갈락토스 > D-글루코스 > 설탕

[해설]

당의 갈변은 마이야르반응이다. 용액에서 개환형(사슬형)이 되어 유리 카보닐기를 내놓기 쉬운 환원당일수록 반응이 빠르다.

• D-리보스 — 오탄당이라 고리가 작아 쉽게 열리므로 가장 빠르다.
• D-갈락토스 — 같은 육탄당이지만 글루코스보다 개환형 비율이 높아 더 빠르다.
• D-글루코스 — 고리형이 가장 안정해서 육탄당 가운데 느린 편이다.
• 설탕 — 유리 카보닐기가 없는 비환원당이라 그대로는 거의 갈변하지 않는다.

오탄당 > 육탄당 > 비환원당 순으로 외운다. 설탕은 가수분해되어 전화당이 된 뒤에야 갈변한다.

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

○ 효소 : 폴리페놀 옥시다아제(polyphenol oxidase)

[해설]

홍차의 '발효'는 미생물이 하는 발효가 아니다. 찻잎 속 효소가 카테킨류를 산화시키는 효소적 산화다.

• 폴리페놀 옥시다아제는 찻잎을 비비는 유념 과정에서 세포가 깨질 때 카테킨과 만나 산화를 일으키는 효소다.
• 테아플라빈은 카테킨이 산화해 두 분자가 결합(이량화)하면서 생기는 주황색 색소로, 밝은 색조와 떫은맛을 낸다.
• 테아루비긴은 산화·중합이 더 진행되어 생기는 붉은색 색소로, 진한 찻물 색을 만든다.

혼동 주의: 녹차는 찻잎을 덖거나 쪄서 이 효소를 먼저 불활성화하므로 녹색이 그대로 남는다.

전단속도가 커지든 작아지든 점도는 달라지지 않고 일정하다.

[해설]

뉴턴의 점성법칙에 따르면 전단응력은 전단속도에 정비례하고, 그 비례상수가 점도다.
$\tau = \mu \dot{\gamma} = \mu \dfrac{du}{dy}$

따라서 $\mu = \tau / \dot{\gamma}$는 전단속도와 관계없이 일정한 상수이고, 온도와 압력이 정해지면 물질 고유의 값이 된다. 물·우유·식용유·묽은 설탕용액이 대표적인 뉴턴유체다.

혼동 주의: 전단속도가 커질수록 점도가 낮아지면 의가소성 유체, 높아지면 팽창성 유체로 분류한다.

2,254.5 kJ

[해설]

잠열은 실제로 얼음이 된 물에서만 나온다. 그래서 쇠고기 질량에 수분함량과 동결률을 곱한 뒤 융해잠열을 곱한다.

Q = 질량 × 수분함량 × 동결률 × 융해잠열
= 10 kg × 0.75 × 0.90 × 334 kJ/kg
= 6.75 kg × 334 kJ/kg = 2,254.5 kJ

혼동 주의: 5 ℃와 -20 ℃는 현열을 구할 때 쓰는 조건이다. 잠열만 묻는 이 문항에서는 계산에 넣지 않는다.

① 자실체

② 담자기

③ 담자포자

[해설]

버섯은 담자균류다. 2차 균사(2핵균사)가 모여 자실체를 이루고, 담자기에서 핵융합과 감수분열을 거쳐 담자포자를 만든다.

• 자실체 — 우리가 먹는 갓과 자루 부분으로, 2차 균사가 조밀하게 얽혀 만든 3차 균사다.
• 담자기 — 자실층 끝세포가 분화한 곤봉 모양의 기관으로, 이 안에서 두 핵이 융합한 뒤 곧바로 감수분열한다.
• 담자포자 — 담자기 끝에 돋은 경자 위에 보통 4개씩 바깥으로 붙어 생기는 포자다.

혼동 주의: 자낭균은 포자가 자낭 안에 생기고(내생), 담자균은 담자기 바깥에 붙는다(외생).