2020년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

① 수분

② 회분

③ 조단백질

④ 조지방

⑤ 조섬유

[해설]

일반성분시험법은 식품의 기본 조성을 재는 시험으로, 외관·취미를 빼면 수분·회분·조단백질·조지방·조섬유의 다섯 항목이 남는다. 여기에 탄수화물을 더해 흔히 '일반성분 분석'이라 부르는데, 탄수화물은 직접 재지 않고 100에서 나머지를 빼서 구한다.

수분 — 상압가열건조법이 기본이며, 열에 약하거나 휘발성 성분이 많으면 감압가열건조법·증류법·칼피셔법을 쓴다.

회분 — 시료를 550 ~ 600 ℃에서 태워 남은 무기질의 양을 재는 회화법으로 구한다.

조단백질 — 킬달(Kjeldahl)법으로 총질소를 정량한 뒤 질소계수를 곱해 환산한다. 질소를 기준으로 하므로 단백질이 아닌 질소화합물까지 포함되어 '조(粗)'라는 말이 붙는다.

조지방 — 에테르로 뽑아내는 소슬렛(Soxhlet) 추출법으로 구한다. 지방 외에 색소·왁스 등도 함께 추출된다.

조섬유 — 시료를 묽은 산과 묽은 알칼리로 차례로 처리한 뒤 남는 잔사에서 회분을 뺀 값이다.

① O157 : H7

② O157 : H7

③ 시가

[해설]

장출혈성 대장균(EHEC)은 시가독소를 만드는 대장균을 통틀어 이르는 말이다. 흔히 알려진 혈청형이 O157 : H7이지만 O26, O111처럼 O157 : H7이 아닌 혈청형도 시가독소를 만들어 용혈성 요독증후군을 일으키므로, 시험법은 O157 : H7과 O157 : H7이 아닌 시가독소 생성 대장균(STEC)을 모두 잡아내도록 설계되어 있다.

절차의 핵심은 유전자 확인시험을 먼저 하는 스크리닝 구조다. 장출혈성 대장균은 최소 감염량이 100개 수준으로 매우 낮아 놓치면 위험하므로, 증균 배양액 1 ~ 2 mL를 10분간 끓여 원심분리한 뒤 상등액 10 ~ 20 μL를 시료로 삼아 감도를 높이고 검사 시간을 줄인다.

판정은 다음과 같다.

① 시가독소 유전자(stx1, stx2)가 확인되지 않음 → 불검출로 판정할 수 있다.

② 유전자가 확인됨 → 반드시 순수 분리하여 분리된 균이 실제로 그 유전자를 가지고 있는지 재확인한다.

③ 재확인된 집락이 생화학적 검사 등에서 대장균으로 동정됨 → 장출혈성 대장균으로 판정한다.

용어에 유의한다. 같은 독소를 예전에는 '베로독소'라 부르고 균을 VTEC(Verotoxin-producing E. coli)로 표기했으나, 국제 용어와 맞추기 위해 현행 공전은 '시가독소(동의어 : 베로독소)'와 STEC로 적는다. 일부 교재에 아직 옛 표기가 실려 있으므로 답안은 현행 표기로 쓰는 것이 안전하다.

미생물이 넘어야 할 저해 인자(허들)를 여러 개 조합해 동시에 또는 순차적으로 작용시킴으로써, 각 인자의 강도는 낮추면서도 미생물의 증식을 억제해 저장성은 높이고 품질 변화는 최소화하는 보존 기술

[해설]

미생물을 막는 인자 하나를 강하게 쓰면(고온 장시간 가열, 다량의 보존료, 강한 산 처리 등) 저장성은 좋아지지만 맛·향·조직·영양소가 크게 손상된다. 허들기술은 그 대신 강도가 낮은 장애물을 여러 겹으로 놓는 접근이다. 미생물은 첫 허들을 넘더라도 연이은 허들을 모두 넘지는 못하므로, 개별 강도가 낮아도 전체로는 충분한 억제 효과가 난다. 이것이 허들효과다.

대표적인 허들은 다음과 같다.

① 온도 — 가열 살균, 냉장·냉동

② 수분활성도($A_w$) 저하 — 건조, 당장·염장

③ 수소이온농도(pH) 저하 — 유기산 첨가, 산 발효

④ 산화환원전위(Eh) 조절 — 탈기, 진공포장

⑤ 기체조성 — 가스치환포장

⑥ 보존료·천연 항균물질 — 소브산, 안식향산, 훈연성분

⑦ 방사선 조사

⑧ 경쟁 미생물 — 젖산균 등 스타터의 접종

예를 들어 발효소시지는 가열에 의존하지 않고 염지(수분활성도 저하) + 젖산 발효(산도 저하) + 훈연(항균성분) + 냉장이라는 허들의 조합으로 안전성과 저장성을 확보한다. 잼·반건조식품처럼 별도의 고온 살균 없이 상온 유통이 가능한 제품도 같은 원리이며, 최소가공(minimal processing) 식품 설계의 기본 원리이기도 하다.

(1) 달아야 할 최소단위를 고려하여 0.1 mg, 0.01 mg 또는 0.001 mg까지 다는 것

(2) 규정된 수치의 무게를 그 자릿수까지 다는 것

(3) 따로 규정이 없는 한 기재량의 90 ~ 110 % 범위에서 취하는 것

(4) 1시간 더 건조 또는 강열했을 때 전후의 칭량차가 이전에 단 무게의 0.1 % 이하인 상태

[해설]

시험 결과가 사람마다 달라지지 않도록 공전 총칙이 계량 관련 표현의 뜻을 못 박아 둔 조항이다. 비슷해 보이는 말이 서로 다른 요구를 담고 있으므로 짝을 지어 구분해 두어야 한다.

“정밀히 단다”는 저울의 감량(최소 눈금)에 관한 규정이다. 얼마를 달든 0.1 mg · 0.01 mg · 0.001 mg 수준까지 읽을 수 있는 저울로 재라는 뜻으로, 값 자체를 맞추라는 말이 아니다.

“정확히 단다”는 규정된 수치에 맞추어 그 자릿수까지 재라는 뜻이다. 예를 들어 '2.00 g을 정확히 단다'면 소수 둘째 자리까지 2.00 g이 되도록 달아야 한다.

“약”은 양에 여유를 주는 표현으로, 따로 정한 것이 없으면 적힌 양의 90 ~ 110 % 안에서 취하면 된다. 다만 실제로 취한 양은 정확히 달아 계산에 써야 한다.

“항량”은 더 이상 무게가 줄지 않는 상태를 뜻한다. 1시간 더 건조하거나 강열한 뒤의 무게 차이가 직전에 단 무게의 0.1 % 이하이면 항량에 이른 것으로 본다. 수분·회분 정량에서 건조·회화를 언제 끝낼지 판단하는 기준이 된다.

틀린 것 : ②

이유 : 표준편차를 평균으로 나눈 값은 변동계수(상대표준편차)로, 이 값이 작을수록 측정값이 고르게 모여 재현성이 좋다. 값이 크면 재현성은 오히려 낮다.

[해설]

②의 값은 다음과 같이 정의되는 변동계수(CV, 상대표준편차 RSD)다.

$\mathrm{CV}(\%) = \dfrac{s}{\bar{x}} \times 100$

분자인 표준편차 $s$는 측정값이 평균에서 흩어진 정도이므로, 평균으로 나눈 이 값이 크다는 것은 측정값이 그만큼 널뛴다는 뜻이다. 즉 변동계수가 작을수록 정밀도와 재현성이 좋고, 클수록 나쁘다. 서로 단위나 크기가 다른 측정 결과의 정밀도를 견줄 때 표준편차 대신 변동계수를 쓰는 이유도 여기에 있다.

나머지 지문에 나오는 용어를 정리하면 다음과 같다.

정밀도 — 균질한 시료를 여러 번 되풀이해 측정했을 때 측정값끼리 얼마나 모여 있는가를 나타낸다. 측정 조건을 그대로 두고 짧은 시간에 되풀이한 것이 반복성, 날짜 · 분석자 · 기기 · 실험실 등 조건을 바꾸어 되풀이한 것이 재현성이다.

정확도 — 측정값이 참값 또는 인증값에 얼마나 가까운가를 나타낸다. 정밀도가 좋아도 계통오차가 있으면 정확도는 나쁠 수 있으므로 둘은 별개의 지표다.

검출한계 · 정량한계 — 신호 대 잡음비를 기준으로 각각 3 : 1, 10 : 1이 되는 농도로 정하거나, 검량선의 기울기와 표준편차를 이용해 산출한다.

① 살모넬라, 장염비브리오, 캠필로박터, 여시니아

② 황색포도상구균, 클로스트리디움 보툴리눔, 클로스트리디움 퍼프린젠스

③ 노로바이러스, 로타바이러스

④ 감자독(솔라닌), 버섯독(무스카린)

⑤ 복어독(테트로도톡신), 시가테라독

⑥ 아플라톡신, 황변미독, 맥각독

⑦ 식품첨가물(보존료 · 감미료 등)의 오 · 남용, 유해 감미료 · 착색료

⑧ 잔류농약, 유해성 금속화합물(비소 · 납 · 카드뮴)

⑨ 니트로소아민, 벤조피렌, 3-MCPD

⑩ 중금속(납 · 카드뮴), 페놀 · 포름알데히드

[해설]

세균성 식중독은 균이 몸 안에서 증식해 일으키는 감염형(살모넬라, 장염비브리오, 캠필로박터, 여시니아, 병원성 대장균)과, 균이 식품에서 미리 만들어 둔 독소를 먹어서 생기는 독소형(황색포도상구균의 엔테로톡신, 클로스트리디움 보툴리눔의 뉴로톡신)으로 갈린다. 독소형은 균을 죽여도 독소가 남을 수 있어 가열로 막지 못하는 경우가 있다. 노로바이러스 · 로타바이러스처럼 세포에 들어가야만 증식하는 것은 따로 바이러스형으로 묶는다.

자연독 식중독은 식품 자체가 지닌 독으로, 식물성(감자의 솔라닌, 독버섯의 무스카린, 청매의 아미그달린), 동물성(복어의 테트로도톡신, 열대성 어류의 시가테라독, 모시조개의 베네루핀), 곰팡이독(아플라톡신, 황변미독, 맥각독, 파툴린, 오크라톡신 A)으로 나눈다.

화학성 식중독은 물질이 어느 경로로 식품에 들어왔는가로 나누는 것이 요령이다.

⑦ 사람이 일부러 또는 잘못 넣은 것 — 허용되지 않은 감미료 · 착색료, 첨가물의 오 · 남용

⑧ 넣을 뜻이 없었는데 남아 있거나 섞여 든 것 — 잔류농약, 동물용의약품, 환경에서 온 비소 · 납 · 카드뮴 등 유해성 금속화합물

⑨ 원래 없었는데 가공 과정에서 새로 만들어진 것 — 아질산과 아민이 반응해 생기는 니트로소아민, 훈연 · 직화 구이에서 생기는 벤조피렌, 산분해간장의 3-MCPD, 고온 조리에서 생기는 아크릴아마이드

⑩ 담거나 조리하는 도구에서 옮아온 것 — 도금 · 안료에서 녹아 나오는 납 · 카드뮴, 합성수지 용기에서 나오는 페놀 · 포름알데히드 · 비스페놀 A

분류가 헷갈리기 쉬운 두 물질을 짚어 둔다. 잔류농약은 재배 단계에서 뿌린 농약이 걷히지 않고 남은 것이므로 가공 중 생성물이 아니라 비의도적 잔류 · 혼입에 든다. 니트로소아민은 육가공품의 아질산염이 아민과 반응해 새로 만들어지는 물질이므로 기구 · 용기에서 옮아온 것이 아니라 제조 · 가공 중 생성에 든다. 일부 교재가 이 둘의 자리를 서로 바꾸어 실었으나, 같은 표에서 벤젠 · 3-MCPD를 기구 · 용기 행에 넣어 둔 것과도 앞뒤가 맞지 않는다.

가로축을 상대습도(%), 세로축을 수분함량(%)으로 잡고 S자(sigmoid) 곡선 두 개를 그린다.

흡습곡선과 탈습곡선은 겹치지 않고 고리 모양의 이력현상(hysteresis)을 이루며, 같은 상대습도에서 탈습곡선이 흡습곡선보다 항상 위쪽(수분함량이 더 높음)에 놓인다.

곡선은 A(단분자층), B(다분자층), C(모세관 응축) 구간으로 나뉘며, 건조식품인 스낵은 B 구간에 놓이므로 탈습은 B 구간에서 시작된다.

[해설]

등온흡습곡선은 일정 온도에서 식품의 수분함량과 주위 상대습도(수분활성도)의 평형 관계를 나타낸 곡선이며, 구간마다 물이 붙어 있는 방식이 다르다.

A 구간(단분자층) — 식품 성분의 극성기에 물 분자가 한 겹으로 강하게 결합한 결합수 영역이다. 미생물이 이용할 수 없고 화학반응에도 거의 관여하지 않아 저장 안정성이 가장 좋다.

B 구간(다분자층) — 단분자층 위에 물이 여러 겹으로 쌓인 준결합수 영역이다. 건조식품인 스낵이 놓이는 자리로, 이 영역보다 수분이 늘면 눅눅해지고 유지 산패·갈변이 빨라진다.

C 구간(모세관 응축) — 조직의 모세관에 물이 자유수 형태로 채워지는 영역으로, 미생물 증식과 효소반응이 활발해진다.

같은 수분함량이라도 물을 빼면서 만든 상태(탈습)와 물을 흡수시켜 만든 상태(흡습)의 수분활성도가 서로 다른데, 이 어긋남이 이력현상이다. 건조 과정에서 조직이 수축하고 모세관이 막혀 물이 빠져나간 자리로 되돌아가지 못하기 때문에 생긴다.

① 완만동결

② 급속동결

[해설]

식품을 얼릴 때 최대빙결정생성대(대략 -1 ~ -5 ℃)를 얼마나 빨리 통과하는가가 빙결정의 크기를 결정한다.

이 구간을 천천히 지나면 먼저 생긴 몇 개의 핵으로 물이 계속 모여 크고 수가 적은 결정이 세포 바깥에 자란다. 이 결정이 세포막을 눌러 찢으므로 해동할 때 드립이 많이 생기고 조직이 무르다.

반대로 빨리 통과하면 핵이 한꺼번에 많이 생겨 작고 수가 많은 결정이 세포 안팎에 고루 분포하므로 조직 손상과 드립이 적다.

그래서 완만동결은 -18 ℃ 안팎의 냉동창고에서 서서히 얼리는 방식, 급속동결은 -40 ℃ 이하의 급속동결기에서 짧은 시간에 얼리는 방식에 해당한다.

11대

[해설]

발효조 1대가 하루에 만들어 내는 양을 구한 뒤, 목표 생산량을 그 값으로 나눈다.

① 목표 생산량

$50\ \mathrm{ton/day} = 50 \times 10^{6}\ \mathrm{g/day} = 5 \times 10^{7}\ \mathrm{g/day}$

② 발효조 1대의 1주기 생산량 — 용량을 부피 단위로 환산해 농도와 수율을 곱한다.

$100\ \mathrm{m^3} \times 1{,}000\ \mathrm{L/m^3} \times 100\ \mathrm{g/L} \times 0.6 = 6 \times 10^{6}\ \mathrm{g}$

③ 1주기가 30시간이므로 하루(24시간)로 환산한다.

$6 \times 10^{6}\ \mathrm{g} \times \dfrac{24\ \mathrm{h}}{30\ \mathrm{h}} = 4.8 \times 10^{6}\ \mathrm{g/day}$

④ 필요 대수

$\dfrac{5 \times 10^{7}}{4.8 \times 10^{6}} = 10.42$

발효조는 대 단위로만 놓을 수 있고 10대로는 하루 48 ton밖에 만들지 못해 목표에 미달하므로, 올림하여 11대가 답이다. 소수점 이하를 반올림·버림하지 않고 올림하는 것이 이 유형의 채점 포인트다.

(1) 산화방지제

(2) 향미증진제

(3) 착색료

(4) 감미료

(5) 보존료

(6) 산도조절제

(7) 감미료

(8) 감미료

(9) 표백제(보존료·산화방지제로도 쓰임)

(10) 추출용제

[해설]

식품첨가물의 용도는 「식품첨가물의 기준 및 규격」(식품첨가물공전)의 품목별 사용기준에 정해져 있다. 답은 공전에 실린 용도 분류 명칭 그대로 적어야 하며 '단맛을 낸다'처럼 기능을 풀어 쓰면 안 된다.

(1) 부틸히드록시아니솔(BHA) — 유지의 자동산화에서 생기는 유리라디칼에 수소를 내주어 연쇄반응을 끊는 페놀계 산화방지제다. BHT·TBHQ·몰식자산프로필도 같은 계열이다.

(2) 카페인 — 특유의 쓴맛으로 제품의 맛과 향을 돋우는 향미증진제로 지정되어 있다. 글루탐산나트륨(MSG)도 같은 분류다.

(3) 식용색소청색 제2호 — 타르계 착색료다. 이름에 '식용색소'가 붙은 첨가물은 모두 착색 목적으로 보면 된다.

(4) 수크랄로스 — 설탕의 약 600배 단맛을 내면서 열량이 없는 감미료다. 아스파탐·아세설팜칼륨·스테비올배당체와 같은 무리다.

(5) 소브산(소르빈산) — 곰팡이와 효모의 증식을 억제하는 보존료다. 산성 영역에서 비해리형이 많아져 효력이 커진다.

(6) 구연산 — 식품의 pH를 낮추거나 일정하게 유지하는 산도조절제다. 금속이온을 붙잡는 킬레이트 작용으로 산화방지를 돕기도 하지만 분류상 주용도는 산도조절제다.

(7) 자일리톨 — 자작나무 등에서 얻는 당알코올계 감미료다. 충치균이 이용하지 못해 껌·구강 제품에 쓰인다.

(8) 사카린나트륨 — 설탕의 약 300배 단맛을 내면서 열량이 없는 합성 감미료로, 사용 대상 식품과 사용량이 품목별로 제한되어 있다.

(9) 무수아황산 — 아황산염류의 하나로 표백제이자 미생물 증식을 억제하는 보존료, 효소적 갈변을 막는 산화방지제로 두루 쓰인다. 용도가 여럿이므로 하나만 적기보다 함께 적는 편이 안전하다.

(10) 메틸알코올 — 원료에서 특정 성분을 뽑아낼 때 쓰는 추출용제다. 최종 식품에는 남지 않아야 하므로 가공보조제로 분류되며 잔류량 기준이 따로 있다.

보기의 발색제(아질산나트륨 등)는 그 자체에 색이 없으나 식품 성분과 반응해 색을 고정·강화하는 것이고, 착색료는 색소 자체를 더하는 것이라는 점에서 구분된다.

기출은 이 목록에서 일부씩 묶어 물었다 — 25-3·20-2는 부틸히드록시아니솔·카페인·식용색소청색 제2호·수크랄로스·소브산 5개, 22-2는 구연산·자일리톨·부틸히드록시아니솔 3개, 17-1은 사카린나트륨·부틸히드록시아니솔·구연산·무수아황산·메틸알코올·자일리톨 6개다.

과당은 용액에서 α형과 β형이 평형을 이루는데, 단맛이 강한 β형은 저온에서, 단맛이 약한 α형은 고온에서 비율이 커진다. 따라서 온도가 낮을수록 감미도가 높아지고 온도가 오르면 감미도가 급격히 떨어진다.

[해설]

과당은 수용액에서 고리 크기와 아노머 배치가 다른 여러 이성질체가 서로 오가며 평형을 이룬다. 이 가운데 β-D-프룩토피라노스가 가장 달고, α형(주로 프룩토푸라노스)은 단맛이 훨씬 약하다. 두 형태의 감미도 차이는 대략 3배에 이른다.

평형의 위치는 온도에 따라 이동한다. 온도가 낮아지면 단맛이 강한 β형의 비율이 커져 감미도가 올라가고, 온도가 높아지면 단맛이 약한 α형의 비율이 커져 감미도가 내려간다. 설탕처럼 이성질체 평형이 없는 당은 온도에 따라 감미도가 거의 변하지 않는데, 과당만 유독 온도에 예민한 이유가 여기에 있다.

과일을 차게 해서 먹거나 청량음료를 차갑게 마실 때 더 달게 느껴지는 것이 이 성질 때문이며, 과당을 감미료로 쓸 때는 제품이 소비되는 온도까지 함께 고려해야 한다.

참고로 일부 교재에는 온도가 오를 때 늘어나는 α형을 '감미도가 높은 이성질체'로 적어 놓아 결론과 앞뒤가 맞지 않는 서술이 실려 있으나, 단맛이 강한 쪽은 β형이다.

① 전분의 종류 — 아밀로오스와 아밀로펙틴의 구성 비율

② pH — 알칼리성일수록 호화가 촉진됨

③ 당·염류의 존재

[해설]

호화는 전분 입자가 물을 빨아들여 팽윤하고, 미셀 구조가 풀리면서 반투명한 콜로이드로 바뀌는 현상이다. 여기에 관여하는 인자는 다음 다섯 가지가 표준으로 정리된다. 아래 다섯 가지 중 어느 셋을 써도 정답이다.

① 온도 — 대체로 60 ℃ 이상에서 호화가 일어나며, 온도가 높을수록 빨리 진행된다.

② 수분함량 — 물이 많을수록 잘 호화된다. 수분 30 % 이하에서는 호화가 잘 일어나지 않는다.

③ pH — 알칼리성에서는 전분 입자가 쉽게 팽윤해 호화가 촉진되고, 산성에서는 전분이 가수분해되어 점도가 떨어진다.

④ 염류 — 대부분의 무기염류는 팽윤을 도와 호화를 촉진하지만, 황산염은 오히려 호화를 억제한다. 당은 물을 붙잡아 전분이 쓸 수 있는 물을 줄이므로 호화를 방해한다.

⑤ 전분의 종류 — 입자가 크고 아밀로펙틴 함량이 높은 감자·고구마 등 서류 전분은 낮은 온도에서도 잘 호화되고, 입자가 작고 아밀로오스가 많은 곡류 전분은 호화 온도가 높다.

호화된 전분을 0 ~ 5 ℃에서 수분 30 ~ 60 %로 두면 노화가 일어나므로, 노화를 막으려면 60 ℃ 이상으로 보온하거나 -20 ℃ 이하로 급속 동결하고, 수분을 15 % 이하로 낮춘다.

(1) 정미성 핵산 : IMP, GMP, XMP

(2) 공통점 : 퓨린계 염기에 리보스가 결합하고, 그 리보스의 5′ 위치에 인산 1개가 붙은 5′-모노뉴클레오타이드이며, 퓨린 고리의 6번 위치에 산소를 가진다.

(3) 차이점 : 퓨린 고리의 2번 위치에 붙은 작용기가 서로 다르다.

[해설]

세 물질은 각각 IMP(이노신 5′-인산, 이노신산), GMP(구아노신 5′-인산, 구아닐산), XMP(잔토신 5′-인산, 잔틸산)이다.

공통점 — 셋 다 염기 + 리보스(5탄당) + 인산 1개로 이루어진 모노뉴클레오타이드이고, 염기는 모두 퓨린계이며, 인산은 반드시 리보스의 5′ 위치에 결합해 있다. 또 퓨린 고리의 6번 위치에 산소(케토형 =O, 엔올형 -OH)를 공통으로 가진다. 인산이 3′ 위치에 붙은 이성질체는 감칠맛을 내지 못하므로 5′-인산인 점이 정미성의 필수 조건이다.

차이점 — 갈리는 곳은 오직 퓨린 고리 2번 위치의 치환기다. IMP의 염기 하이포잔틴은 2번 자리가 수소(-H), GMP의 염기 구아닌은 아미노기($-\mathrm{NH_2}$), XMP의 염기 잔틴은 산소(=O)를 가진다.

정미성의 세기는 GMP > IMP > XMP 순이며, 글루탐산나트륨(MSG)과 함께 쓰면 감칠맛이 크게 증폭되는 맛의 상승효과가 나타나 복합조미료의 기본 조합이 된다.

한편 '인산기에 붙은 아미노산의 종류가 다르다'는 설명은 핵산에 아미노산이 들어 있지 않으므로 성립하지 않고, '감칠맛 수용체에 결합한다'는 것은 작용의 결과이지 화학구조상의 공통점이 아니다.

1.001

[해설]

중화 적정의 종말점에서는 산과 염기가 낸 그램당량수가 서로 같다. 표시 농도에 역가를 곱한 것이 실제 농도이므로 다음 관계가 성립한다.

$N_1 V_1 f_1 = N_2 V_2 f_2$

염산을 좌변, 탄산나트륨을 우변에 두고 대입한다.

$0.1 \times 10 \times f_1 = 0.1 \times 9.98 \times 1.0039$

$f_1 = \dfrac{0.1 \times 9.98 \times 1.0039}{0.1 \times 10} = 1.0018922\cdots$

단서가 소수점 넷째 자리에서 버림하라고 했으므로 답은 1.001이다. 반올림하면 1.002가 되어 틀리므로 처리 방법을 지정한 단서를 반드시 지켜야 한다.

역가(factor)는 표시된 농도에 대한 실제 농도의 비다. $f = 1.001$이라는 것은 이 염산이 표시값 0.1 N보다 약 0.1 % 진해 실제로는 0.1001 N인 셈이라는 뜻이며, 이후 이 용액으로 정량할 때는 소비량에 역가를 곱해 보정한다. 농도와 부피의 단위가 양쪽에서 같으므로 환산 없이 그대로 대입하면 된다.

강산인 염산을 탄산나트륨으로 적정할 때 페놀프탈레인을 쓰는 것은 종말점 부근의 pH 변화 구간에서 변색하기 때문이다.

① 발아억제

② 0.15 이하

③ 살균

④ 살균

[해설]

식품조사처리는 $^{60}\mathrm{Co}$에서 나오는 감마선 등을 쬐어 발아를 막거나 벌레·미생물을 죽이는 처리다. 조사 목적에 따라 필요한 선량이 달라지므로 목적이 무거워질수록 허용 선량도 커진다는 흐름으로 외우면 표가 정리된다.

① · ② 감자 · 양파 · 마늘은 저장 중 싹이 나는 것만 막으면 되므로 목적은 발아억제, 선량은 0.15 kGy 이하로 가장 낮다.

밤은 발아억제에 더해 밤바구미 같은 해충까지 잡아야 하므로 살충 · 발아억제를 목적으로 0.25 kGy 이하를 적용한다.

③ 건조식육 · 어류분말 · 패류분말 · 건조채소류 등은 미생물을 줄이는 것이 목적이므로 살균, 7 kGy 이하다.

④ 건조향신료 · 복합조미식품 · 소스 · 침출차 등도 목적은 살균이지만, 향신료는 원래 미생물 오염도가 매우 높아 더 센 선량이 필요하므로 10 kGy 이하로 가장 높다.

공통 규정으로, 조사한 식품은 다시 조사할 수 없고, 조사한 식품을 원료로 사용한 경우에도 다시 조사해서는 안 된다. 또 조사처리된 식품임을 알 수 있도록 조사 도안과 문구를 표시해야 한다.

주입한 시료 중 약 1/100만 컬럼으로 들어가고, 나머지 약 99/100는 스플릿 벤트로 배출된다는 뜻

[해설]

모세관 컬럼은 받아들일 수 있는 시료의 양이 매우 적어서, 농도가 높은 시료를 그대로 넣으면 컬럼이 과부하되어 피크가 뭉개지고 분리도가 나빠진다. 그래서 주입구에서 기화된 시료를 운반기체 흐름으로 나누어 극히 일부만 컬럼에 보내고 나머지는 스플릿 벤트로 버리는 방식을 쓰는데, 이것이 split 주입이다.

분할비 100 : 1은 스플릿 벤트로 나가는 유량과 컬럼으로 들어가는 유량의 비를 말한다. 1 μL를 주입했다면 컬럼에 실제로 들어가는 양은 약 0.01 μL다. 엄밀히 따지면 전체가 101등분되어 컬럼 몫이 1/101이지만, 실무와 시험에서는 1/100으로 다룬다.

반대로 성분이 미량이어서 감도를 높여야 할 때는 splitless(비분할) 주입을 쓴다. 일정 시간 스플릿 벤트를 닫아 시료 전량을 컬럼으로 보내고 주입구에서 재농축시켜 분석하는 방식이다. 즉 분할비를 크게 잡을수록 컬럼 부하는 줄고 분리는 좋아지지만 감도는 떨어지므로, 시료 농도에 맞춰 분할비를 정한다.

과육에 들어 있는 무색의 류코안토시아닌(leucoanthocyanin)이 산성·가열 조건에서 산화되어 적색 색소인 시아니딘(cyanidin)으로 바뀌기 때문

[해설]

복숭아·배의 과육에는 색이 없는 류코안토시아닌이 들어 있다. 이 물질은 안토시아닌의 전구체로, 산성 조건에서 열을 받으면 산화되면서 고리 구조가 바뀌어 붉은 시아니딘계 색소로 전환된다.

통조림은 살균을 위해 반드시 가열을 거치고, 복숭아·배 통조림은 대체로 산성이므로 반응 조건이 갖추어져 있다. 특히 살균 후 냉각이 충분하지 않아 40 ℃ 부근의 온도에 오래 머물면 반응이 계속 진행되어 적변이 뚜렷해진다.

따라서 이 현상을 막으려면 살균이 끝난 캔을 지체 없이 냉각시켜 고온 구간을 빨리 벗어나게 해야 한다. 미생물이나 부패에 따른 변색이 아니라 성분 자체의 화학적 변화이므로 안전성 문제는 아니지만, 상품 가치를 떨어뜨리는 품질 결함으로 다룬다.

(1) 포도당(glucose) — 환원당

(2) 포도당(glucose) — 환원당

(3) 설탕(sucrose) — 비환원당

[해설]

환원당인지 아닌지는 유리 헤미아세탈기(아노머 탄소의 -OH)가 남아 있는가로 갈린다. 이 자리가 살아 있으면 수용액에서 고리가 열려 알데하이드기를 내놓고 펠링·베네딕트 시약을 환원시킨다.

(1) 맨 위에 알데하이드기를 가진 6탄당 사슬형이고 C3의 -OH가 왼쪽에 놓인 배열이므로 포도당(D-glucose)이다. 유리 알데하이드기가 그대로 있으므로 환원당이다.

(2) 사슬형 포도당의 C1 알데하이드가 C5의 -OH와 반응해 만들어진 6각 고리(글루코피라노스)로, 같은 포도당의 고리형이다. C1에 헤미아세탈 -OH가 남아 있어 개환이 가능하므로 환원당이다.

(3) 6각 고리(포도당)와 5각 고리(과당)가 산소를 사이에 두고 이어진 이당류로 설탕(sucrose)이다. 포도당의 C1과 과당의 C2, 즉 두 당의 아노머 탄소끼리 결합해 있어 열릴 수 있는 헤미아세탈기가 하나도 남지 않으므로 비환원당이다.

참고로 맥아당·젖당·셀로비오스는 한쪽 아노머 탄소가 자유로워 환원당이고, 설탕과 트레할로스만 비환원당이다.

115 mg/day

[해설]

ADI는 동물시험에서 얻은 무독성량을 안전계수로 나누어 사람 체중당 허용량을 구한 뒤, 체중을 곱해 1인 1일 허용량으로 환산한다.

$\mathrm{ADI} = \dfrac{\mathrm{NOAEL}}{\text{안전계수}} \times \text{체중}$

$= \dfrac{230\ \mathrm{mg/kg \cdot day}}{100} \times 50\ \mathrm{kg} = 2.3\ \mathrm{mg/kg \cdot day} \times 50\ \mathrm{kg}$

$= 115\ \mathrm{mg/day}$

따라서 115 mg/day이다.

NOAEL(최대무독성량)은 동물시험에서 어떤 유해영향도 관찰되지 않는 최대 투여량으로 mg/kg·day 단위를 쓴다. 안전계수 100은 동물과 사람의 종간 차이 10배와 사람 사이의 개인차 10배를 곱한 값으로, 별도의 제시가 없으면 100을 적용한다.

단위를 놓치기 쉬운 유형이다. 230을 100으로 나눈 2.3의 단위는 여전히 mg/kg·day이며, 여기에 체중 50 kg을 곱해야 비로소 한 사람의 하루 허용량인 mg/day가 된다.

① X

② X

③ X

④ X

⑤ O

[해설]

결정도는 확인된 위해요소마다 '이 공정을 중요관리점으로 잡아야 하는가'를 순서대로 따져 보는 도구다. CCP로 남는 자리는 그 공정에서 반드시 관리하지 않으면 위해요소를 잡을 마지막 기회를 놓치는 지점뿐이라는 원리로 읽으면 모든 가지가 설명된다.

① 질문 1의 '예' → X : 선행요건프로그램으로 이미 잘 관리되고 있다면 굳이 CCP로 지정할 필요가 없다. 세척 · 소독, 방충 · 방서, 개인위생 같은 일반적인 위생관리가 여기에 해당한다.

② 질문 2-1의 '아니요' → X : 조치방법도 없고 안전성을 위한 관리도 필요하지 않은 공정이므로 CCP가 아니다. 반대로 관리가 필요하다고 답하면 CCP 지정이 아니라 단계 · 공정 · 제품 자체를 바꾸어 관리가 가능하도록 만들어야 한다.

③ 질문 4의 '아니요' → X : 오염이 허용수준을 넘지도 않고 위험한 수준까지 늘지도 않는다면 관리할 실익이 없으므로 CCP가 아니다.

④ 질문 5의 '예' → X : 뒤에 그 위해요소를 없애거나 허용수준까지 낮출 공정이 남아 있다면, 그 뒤 공정이 CCP가 되고 지금 공정은 CCP가 아니다. 살균 전 공정이 CCP가 되지 않는 이유가 이것이다.

⑤ 질문 5의 '아니요' → O : 이후에 위해요소를 잡을 공정이 더 없으므로, 이 공정이 마지막 방어선이 된다. 따라서 CCP로 지정한다.

질문 3에서 '예'로 빠지는 가지도 곧바로 CCP다. 그 공정에서 위해요소를 제어하거나 허용수준까지 줄일 수 있다는 뜻이므로, 가열살균 · 금속검출 공정처럼 전형적인 CCP가 여기서 걸러진다.